مدل‌سازی و بهینه‌سازی ساختار سلول خورشیدی لایه‌نازک CIGSبه‌منظور افزایش بازدهی

نویسنده

دانشگاه فنی و حرفه ای دپارتمان مهندسی برق و کامپیوتر. دانشکده شریعتی

چکیده

سلول خورشیدی فیلم نازک CIGS از بهترین انتخاب‌ها برای تبدیل انرژی خورشید به الکتریسیته است سلول‌های خورشیدی لایه نازک CIGS، به‌دلیل بازدهی زیاد و قیمت کم در ساخت، توجه محققان را جلب کرده‌اند در این پژوهش به بررسی عملکرد و عوامل مؤثر بر بازدهی سلول‌های خورشیدی پرداخته شده است پارامترهای مختلف ساختار با استفاده از نرم‌افزار شبیه‌سازی سیلواکو (اطلس) بهبود یافت تا بیشترین بازده ممکن برای ساختار فراهم شود تغییر ضخامت لایه‌ها و مقادیر مختلف نسبت مولی گالیم دو عامل مؤثر در افزایش بازده‌اند با تغییرات مولی به‌کار گرفته‌شده به‌منظور دستیابی به تطبیق حداکثری با استفاده از روابط ذکرشده به مقادیر بهینه‌ی این ساختارها دست یافته شد نتایج شبیه‌سازی با استفاده از روابط تئوری و همچنین به‌صورت فیزیکی تحلیل و بررسی شدند بازدهی نهایی در مقایسه با مدل اولیه‌ی سلول در حدود 9/5 درصد افزایش پیدا کرد در پایان منحنی ولتاژ جریان سلول پایه ترسیم و به‌صورت عددی و گرافیکی با مراجع مقایسه شد نزدیکی نتایج شبیه‌سازی با نتایج عملی، و همچنین مقایسه‌ی آنها با مقادیر تئوری، صحت شبیه‌سازی ساختار را تأیید می‌کند

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Modeling and optimizing the CIGS thin film cell structure to increase efficiency

نویسنده [English]

  • Meraj Rajaee
چکیده [English]

The CIGS thin film solar cells are one of the best choices for converting solar energy to electricity They are extremely noticed by researchers for their high efficiency and low cost of construction In this study the performance and factors affecting the efficiency of solar cells have been investigated The change in the thickness of the layers and the different values of the molar ratio of gallium are two effective factors in increasing the yield The various parameters of the structure have been improved with the use of the Silvaco simulation software (Atlas) to provide the maximum possible returns for the structure Therefore in this research the efficiency of the solar cell is investigated by considering some of the most important cell curves after examining various conditions such as layer thickness variations (CIGS absorbent layer transparent layer ZnO CdS layer) Design of a multilayer cell with two or three different acceptor (and Ga) concentrations can have a significant effect on increasing the efficiency of these cells The simulation results have been analyzed using theoretical relationships as well as physically which was increased by about 59% compared with the original cell model and confirmed the accuracy of the structure simulation In the end the voltagecurrent curve of the base cell is plotted and extracted numerically and graphically using the TonyPlot submodule and compared with the references These results also suggest further characterizations to be made for the CIGS layers and the complete solar cells