عنوان

طراحی و شبیه سازی سلول های خورشیدی پروسکایتی راندمان بالا

پ۲۶۱۰۱

per

طراحی و شبیه سازی سلول های خورشیدی پروسکایتی راندمان بالا

آیسان محمد توفیقی

مهندسي برق و کامپيوتر(پردیس)

۱۳۹۸

۸۶ص.

سی دی

کارشناسی ارشد

برق-الکترونیک-افزاره های میکرو و نانو الکترونیک

۱۳۹۸/۱۱/۳۰

چکیده : در این رساله بهبود بازده سلول خورشیدی بر ماده¬ی پروسکایت از نوع متیل آمونیوم سرب یدید و همچنین با مدیریت مشخصات اپتیکی و الکتریکی مواد به دست آمده است. با این هدف از ساختار ها و همچنین تکنیک¬های نوین و پیشرفته¬ای استفاده کرده¬ایم. که اساس این تکنیک جذب حامل¬های داغ توسط کانتکت¬های انتخابگر انرژی و همچنین استفاده از ماده¬ای که جذب نور بالا و خواص اپتیکی بالایی دارد می¬باشد.اولین قدم برای تحقق یافتن این نظریه ، حل معادلات سلول خورشیدی و ایجاد یک سلول خورشیدی با پیوند p-i-n و همچنین بررسی خواص اپتیکی ماده پروسکایت جهت استفاده در همین ساختار می¬باشد . که با بررسی¬های مختلف این نتیجه به دست آمده که ماده پروسکایت به دلیل جذب اپتیکی بالایی که دارد و همچنین هزینه ساخت پایین نسبت به دیگر ماده¬هایی که در این زمینه استفاده می¬شود ، می¬تواند گزینه مناسبی برای تحلیل و ساخت سلول¬های خورشیدی باشد. همچنین می¬دانیم مهمترین عاملی که در پایین آمدن راندمان تبدیل یک صفحه خورشیدی موثر است، وجود تلفات است که به 5 دسته تقسیم بندی می¬شود. در این رساله تحقیقات صرفا بر روی محور تلفات حرارتی می¬باشد . یک سری از حامل¬ها به دلیل این که انرژی آن¬ها بیشتر از گاف انرژی ماده است که به حامل¬های داغ معروف می¬باشند ، نمی¬توانند توسط پیوند جذب و تبدیل به الکتریسیته شود ؛ به همین دلیل قبل جذب از از بین می¬روند و به صورت فونون ظاهر گشته و همین عامل باعث گرم شدن سلول خورشیدی می¬شود و همچنین کارایی کل سلول هم پایین می¬آید. به همین دلیل توسط کانتکت¬های انتخابگر انرژی که در بازه¬های تعیین شده می¬توانند حامل¬های کم انرژی و پر انرژی را قبل از تلف شدن جذب کرد و باعث افزایش راندمان تبدیل کل سلول خورشیدی شد.در نهایت این حالت را با حالت عادی و تک کانتکته مقایسه کرده و متوجه افزایش قابل توجه ای از راندمان خواهیم بود. همچنین با این روش از گرم شدن بیش از حد سلول جلوگیری می¬شود.

Abstract: In this dissertation, the improvement of solar cell efficiency on the methyl ammonium lead iodide perovskite material is achieved as well as by managing the optical and electrical properties of the materials.For this purpose, we have used modern structures as well as advanced techniques.This technique is based on the absorption of hot carriers by energy-selective contacts as well as the use of a material that has high light absorption and high optical properties.The first step to realize this theory is to solve the solar cell equations and to create a solar cell with p-i-n junction as well as to investigate the optical properties of the perovskite material for use in this structure.Based on various studies, it has been concluded that the perovskite material due to its high optical absorption as well as the low manufacturing cost compared to other materials used in the field can be a good option for the analysis and fabrication of solar cells. We also know that the most important factor in lowering the conversion efficiency of a solar panel is the existence of losses, which are divided into five categories.In this thesis, the research focuses solely on the heat loss axis. A series of carriers because they are more energy than the material band gap known as hot carriers, cannot be absorbed by the bond and converted to electricity; They appear as phonons, and this causes the solar cell to warm up, as well as the overall efficiency of the cell.For this reason, energy-selective contacts that can be absorbed by low-energy and high-energy carriers prior to loss at specified intervals increase the conversion efficiency of the entire solar cell.Finally, compare this to the normal single-contact mode and notice a significant increase in efficiency.It also prevents the cells from overheating.

Design and simulation of high efficiency perovskite solar cells

‏محمد توفیقی،

‏ آیسان

تهيه کننده

‏مطلوب،

رستمی،

‏ سامیه

‏ علی

استاد راهنما

استاد مشاور

‏ تبریز