مطالعه و مدلسازی سلول خورشیدی دو پیوندی و سه پیوندی مبتنی بر گالیوم آرسناید با استفاده از نرم افسار مدلسازی افساره Silvaco Tcad/Atlas

مدلسازی عددی سلول خورشیدی همواره به ما این فرصت را می دهد که بتوان وصعت پارامترهای مورد بحث را افزایش داد در حالیکه هم از نظر هزینه و هم از نظر زمان در موارد عملی این امر در مدل سازی مطلوبتر می باشد. همواره دو نگرانی در رابطه با مدلسازی و شبیه سازی سلول خورشیدی مطرح می گردد: 1- آیا مدل سازی رایانه ای توانایی و دقت لازم برای پیش بینی عملکرد سلول خورشیدی را دار می باشد؟ 2- اگر چنین است چگونه می توان با استفاده از مدل سازی به بهینه کردن ساختار و بهبود طراحی سلول خورشیدی پرداخت؟ ما در این مقاله پاسخ خواهیم داد که با استفاده از مدل سازی می توان به نتاجی در رابطه با توانایی مدل سازهای عددی برای پیشگویی رفتار افزاره نظیر مشخصه های ولتاژ – جریان که همواره از مهمترین پارامترهای افزاره محسوب می شود، دست یافت و می تواناین مدل سازی را به ازای مقادیر متفاوت و مشابهی از پارامترها نظیر تراکم آلایش، ضخامت لایه ها و دماهای مختلف بدست آورد. نرم افزار مدلسازی Atlas/Silvaco Tcad در حقیقت یک شبیه سازی افزاره فیزیکی بوده که قابلیت پیش بینی خصوصیات الکتریکی یک افزاره در مختصات دو بعدی یا سه بعدی با یک فیزیک معین و شرایط بایاس معلوم را می دهد. در این مقاله پیوند تونلی را که به عنوان یک پارامتر کلیدی در افزایش راندمان این نوع سلول خورشیدی تاثیر گذار است را مورد ارزیابی قرار داده و بهینه ترین ساختار پیوند تونلی را با استفاده از مدل تونلی زنی کوانتومی بر پایه اتصالات به دام اندازی و تونل باند به باند غیر محلی که توسط روش Wentzel-Kramers-Brillouin تعریف گردیده است را بدست می آوریم و بر این اساس به مدلسازی کامل ساختار دو پیوندی و سه پیوندی سلولهای خورشیدی مبتنی بر گالیوم آرسناید می پردازیم.

Keywords:

مدلسازی و بهینه سازی , پیوند تونلی , سلول های خورشیدی چند پیوندی , گلیوم – آرسناید