طراحی و شبیه سازی ساختاری نوین در سلول های خورشیدی لایه نازک سیلیکونی مبتنی بر نانو ذرات پلاسمونیک به منظور بهبود جذب و افزایش بازدهی

به دام انداختن نور، با توجه به نشاندن نانو ذرات پلاسمونیک برای جذب بیشتر نور در سلول های خورشیدی به بهبود عملکرد سلول منجر می شود. هدف از انجام این مقاله شناخت چالش های عمده در بکارگیری انواع مختلف سلول های خورشیدی پلاسمونیک و پیشنهاد روش هایی برای بهبود و بهینه سازی این دسته از سلول ها به کمک نانو ذرات پلاسمونیک است. سلول های خورشیدی دارای انرژی پاک با هزینه ای قابل قبول، جایگزین سوخت های فسیلی مرسوم هستند. اما به دلیل عوامل ذاتی و محیطی بازدهی این سلول ها محدود است. به عنوان مثال انرژی شکاف باند هر سلولی، تنها قادر است بخشی از طیف نور را جذب کند و این امر منجر به محدود شدن بازدهی می شود. استفاده از هر دسته از سلول های خورشیدی معایبی دارد که از جمله آن ها می توان به مصرف بالای ماده، سنگینی ماژول ها و فرایند های ساخت پیچیده و طولانی اشاره کرد. اما طراحی نانوذرات برای یک سلول چالش های فراوانی دارد که به تعدادی از آنها اشاره می کنیم. یکی از مهمترین این چالش ها انتخاب شکل، اندازه و جنس نانوذرات خواهد بود. به-علاوه باید به این نکته توجه کرد که نانوذرات بر روی سلول قابل پیاده سازی باشد.در این مقاله قصد داریم با طراحی و شبیه سازی چندین نمونه از نانوذرات مختلف، مناسب ترین نمونه را انتخاب کنیم و به کمک کنترلی که بر روی جنس، اندازه و شکل ذرات داریم، برخی از مشخصات الکتریکی و نوری سلول های خورشیدی را بهبود بخشیم. همچنین قصد داریم عملکرد انواع سلول های خورشیدی را مورد بررسی قرار دهیم و با افزایش میزان جذب نور بازدهی سلول های خورشیدی را افزایش دهیم.

Keywords:

نانوذرات , سلول خورشیدی , پلاسمونیک , شکاف باند , بهینه سازی , جذب نور