عنوان
پدید آورنده
موضوع
رده
کتابخانه
محل استقرار
۱۴۲۶۳پ
فارسی
بهبود پارامترهای سلول¬های خورشیدی سیلیکون آمورف هیدروژنه با تنظیم شرایط رسوب سامانه¬ی RF-PECVD
[پایان نامه]
/ جبار گنجی
: دانشگاه شهیدچمران اهواز، دانشکده مهندسی، گروه برق
، ۱۳۹۵
۱۷۰ص.
کارشناسی ارشد
مهندسی برق (الکترونیک)
۱۳۹۵/۱۱/۲۰
نام خانوادگي: گنجی نام: جبارشماره دانشجويي : 8941306عنوان پايان نامه: بهبود پارامترهای سلول¬های خورشیدی سیلیکون آمورف هیدروژنه با تنظیم شرایط رسوب سامانه¬ی RF-PECVDاستاد/ اساتيدراهنما: دکتر عبدالنبی کوثریاناستاد/ اساتيد مشاور: دکتر هومان کعبیدرجه تحصيلي: دکتری تخصصیرشته: مهندسی برقگرايش: الکترونیکدانشگاه: شهید چمران اهوازدانشكده: مهندسیگروه: برقتاريخ فارغ التحصيلي: 20/11/1395 تعداد صفحه: 150كليد واژه¬ها: سلول خورشیدی فیلم نازک، سیلیکون آمورف هیدروژنه، رسوب بخار شیمیایی، ضریب دمایی توان خروجیسلول¬های خورشیدی فیلم نازک سیلیکون آمورف هیدروژنه با ساختار p-i-n دارای ضریب دمایی توان خروجی بهتر نسبت به سایر انواع سلول های خورشیدی هستند و قیمت تمام¬شده¬ی آن¬ها نسبت به اکثر انواع دیگر سلول¬های خورشیدی پایین¬تر است. در این پایان¬نامه در مرحله¬ی نخست برای محاسبه¬ی دقیق¬تر رفتار چنین سلول¬هایی در دماهای بالا راهکار محاسباتی نسبتاً دقیقی تدوین می¬شود. در این راهکار تغییرات پارامترهایی نظیر تحرک و سرعت دمایی حامل¬ها، شکاف باند و انرژی ارباخ دنباله¬ی باند ظرفیت، ضریب الکترون¬خواهی و گذردهی و چگالی مؤثر نوارهای ظرفیت و هدایت بر حسب دما برای همه¬ی لایه¬های نیمه¬هادی از روی سوابق موجود لحاظ می¬گردد. پس از آن به کمک این راهکار پارامترهای ساختمانی بهینه¬ی سلول خورشیدی هدف برای محدوده¬ی دمایی 25 تا 75 درجه سانتیگراد در وضعیت تازه¬نشانده و نورخورانده محاسبه می-شود. هرکدام از پارامترهای سلول با روابط پیچیده¬ای به شرایط رسوب مرتبط هستند. در مرحله¬ی بعد ارتباط پارامترهای سامانه¬ی رسوب با پارامترهای ساختمانی لایه¬های رسوب¬یافته از روی تحقیقات علمی پیشین و داده¬های عملی به¬دست¬آمده در آزمایشگاه مورد کاوش قرار می¬گیرد. درنهایت با جمع¬بندی اطلاعات مراحل قبل تنظیمات لازم برای سامانه¬ی رسوب بخار شیمیایی به کمک پلاسمای فرکانس رادیویی (RF-PECVD) به نحوی تعیین می¬شود که ساختار سلول خورشیدی موردنظر قابل تحقق باشد. از جمله نتایج دیگر این مطالعات پیشنهاد یک رابطه بین ضخامت بهینه¬ی لایه¬ی جاذب و دمای سلول است. همچنین اثر شدت نور خورشید بر سلول نهایی شبیه¬سازی شده و با روابط موجود تطبیق داده می¬شود. شرایط رسوب نوعی عبارت است از: نرخ شارش سیلان، هیدروژن، دی¬بوران و فسفاین به ترتیب برابر 11، 100، 15/0 و 15/0 سی¬سی بر دقیقه، فشار پایه و فشار رسوب به ترتیب برابر 1 میکروتور و 20 میلی¬تور و چگالی توان پلاسما 35 میلی¬وات بر سانتی¬متر مربع است که تحت این شرایط ولتاژ مدار باز درحدود 8/0 ولت، چگالی جریان اتصال کوتاه 6 میلی¬آمپر بر سانتی-متر مربع و راندمان حدود 4/3 درصد حاصل می¬شود. درهرصورت این پارامترها با بهبود شرایط رسوب بهتر خواهندشد.
Name: JabbarSurname: GanjiTitle: Improvement of hydrogenated amorphous silicon solar cell’s parametersby adjusting deposition conditions of RF-PECVD systemSupervisor/s: Dr. Abdolnabi KosarianAdvisor/s: Dr. Hooman KaabiDegree: Ph.D University: Shahid Chamran Uiversity of AhvazDepartment: ElectricFaculty: EngineeringKeywords: Thin-Film Solar Cell, Hydrogenated Amorphous Silicon, Chemical Vapor Deposition, Thermal Coefficient of Output PowerAbstract:Thin film hydrogenated amorphous silicon solar cells having p-i-n structure are known to have good temperature coefficient of output power. In this thesis, a relatively accurate model is first developed for the simulation of high temperature properties of the solar cells. In the model, which is based on a large amount of experimental data extracted from the literature, the temperature variations of different parameters such as mobility and thermal velocity of carriers, bandgap, Urbach energy of valence band tail, electron affinity, permittivity, and effective density of states in the valence and conduction band edge are applied to all layers used in the cell structure. Using the model, optimal structural parameters of the solar cell in the range of 25-75 °C for both as-deposited and light-soaked conditions are obtained. It is observed that each parameter has a complex relation to the deposition conditions. The relations obtained between the deposition and the structural parameters of deposited layers are then developed using the experimental data obtained from the SCSC laboratories and other researchers. In the next step, using the corrected relations, the improved parameters are applied to the setup of the radio-frequency plasma-enhanced chemical vapor deposition (RF-PECVD) system to deposit the desired layers. An important relation is obtained between the optimum thickness of the absorber layer and the cell temperature. The effect of sunlight intensity on the cell performance is also simulated and the results are compared with the existing relations. A typical deposition conditions are as following: the flow rate of silane, hydrogen, diborane, and phosphine are equal to 11, 100, 0.15, and 0.15 sccm, respectively. The pre-deposition and post-deposition pressure is 10-6 and 0.02 Torr, respectively. The plasma power density during deposition is 35 W/cm2. Using this setup, it is found that an amount of about 0.8 eV for open-circuit voltage (Voc) and 6 mA/cm2 for short-circuit current density (Jsc), with the efficiency of 3.4% can be obtained if the process is accurately controlled. However, these parameters are getting better by improving the deposition conditions.
پایان نامه دکتری تخصصی
دانشکده مهندسی
مهندسی برق
الکترونیک
سلول خورشیدی فیلم نازک، سیلیکون آمورف هیدروژنه، رسوب بخار شیمیایی، ضریب دمایی توان خروجی
گنجی، جبار
کوثریان، عبدالنبی، استاد راهنما
کعبی، هومان، استاد مشاور
ایران
پ،۱۴۲۶۳،م،۱۳۹۵
p
TF
92029
1
a
Y
