افزایش بازده جذب نور در سلول خورشیدی پالسمونیکی فیلم نازک با استفاده از نانوذرات فلزی

در این تحقیق، سلول خورشیدی فیلم نازک پلاسمونیکی جدیدی بر پایه نانوذرات فلزی ارایه و بررسی شده اند. طراحی و شبیه سازی ساختار ارایه شده با استفاده از روش تفاضل محدود در حوزه زمان (FDTD (در دو بعد انجام شده است. بهبود جذب نور سلول های خورشیدی ارایه شده با محاسبه فاکتور افزایش جذب نور معرفی شده، مطالعه شده است. ساختار پیشنهادی شامل نانوذرات نقره مستطیلی شکل (مکعبی در سه بعد)، لایه ضدبازتابی TO I و لایه سیلیکون بلوری Si؛c به عنوان لایه فعال، می باشد. در نتیجه طراحی ساختار و تغییرات در شکل و پارامترهای هندسی نانوذرات نقره، ادوات مختلفی شبیه سازی و مقایسه شده اند. پارامترهایی نظیر ارتفاع نانوذرات، دوره تناوب آن ها و چرخه کار آن ها به منظور افزایش جذب نور در سلول خورشیدی برای نانوذرات نقره مستطیلی شکل بهینه شده اند. نتایج شبیه سازی افزایش جذب نور 5/6 برابر برای سلول خورشیدی فیلم نازک مبتنی بر نانوذره مستطیلی شکل فلز نقره را در مقایسه با سلول خورشیدی مسطح بدون نانوذره فلزی را نشان می دهند. سلول خورشیدی ارایه شده در این تحقیق دارای ساختار هندسی ساده و مشخصی است، که این باعث می شود جانشین خوبی برای سلول های خورشیدی فیلم نازک آینده باشد.

Keywords:

روش تفاضل محدود در حوزه زمان FDTD , پلاسمون های سطحی , نانوذرات فلزیسلول خورشیدی فیلم نازک , جذب نور