عنوان

بررسی میدان الکتریکی داخلی در سلول‌های خورشیدی متمرکز کننده با استفاده از طیف سنجی مدولاسیون به منظور افزایش بازده تبدیل توان,‮‭Investigation of internal electric field in concentrator solar cells usingmodulation spectroscopy to increase power conversion efficeincy‬

Number

‭۲۲۴۳۷پ‬

.Language of Text, Soundtrack etc

per

Title Proper

بررسی میدان الکتریکی داخلی در سلول‌های خورشیدی متمرکز کننده با استفاده از طیف سنجی مدولاسیون به منظور افزایش بازده تبدیل توان

Parallel Title Proper

‮‭Investigation of internal electric field in concentrator solar cells usingmodulation spectroscopy to increase power conversion efficeincy‬

First Statement of Responsibility

/صنم سعیدنهایی

Name of Publisher, Distributor, etc.

: فیزیک

Date of Publication, Distribution, etc.

، ‮‭۱۳۹۸‬

Name of Manufacturer

، راشدی

Specific Material Designation and Extent of Item

‮‭۱۵۳‬ص‬

Text of Note

چاپی - الکترونیکی

Dissertation or thesis details and type of degree

دکتری

Discipline of degree

فیزیک پلاسما

Date of degree

‮‭۱۳۹۸/۱۱/۱۶‬

Body granting the degree

تبریز

Text of Note

سلولهای خورشیدی متمرکز کننده نور یکی از مهمترین روش‌صها برای افزایش بازده و کاهش هزینه‌صهای سلولهای خورشیدی بحساب می‌صآیند .از طرف دیگر سلولهای خورشیدی متمرکز کننده با اتصال چندگانه نیز یکی از روشهای نوین بمنظور افزایش بازده سلول خورشیدی می‌صباشند .این ساختارها دارای جریان اتصال کوتاه بزرگ و ولتاژ مدار باز کوچکتری هستند، بنابراین بازده آنها بیشتر از سلول‌صهای خورشیدی معمولی می‌صباشد .دراین میان، سلولهای خورشیدی مبتنی بر گالیم آرسناید با داشتن شکاف انرژی بزرگ بهترین ساختار برای افزایش بازده سلول‌صهای خورشیدی می‌صباشند .سلولهای خورشیدی چندپیوندی متشکل از چند لایه ازنیمه هادی با گاف باندی مختلف، قادر به جذب ناحیه‌صی وسیعی از طیف خورشیدی می‌صباشند و تولید الکتریسیته در گستره وسیعی انجام می‌صشود .در این پایان نامه دو ساختار سلول خورشیدی تک پیوندی گالیم آرسناید و دو پیوندی ایندیوم گالیم فسفاید/گالیم آرسناید باهم مقایسه و شرایط بهینه برای رسیدن به بازده کوانتومی بیشتر مورد مطالعه قرار گرفته است .نتایج بررسی نشان می‌صدهد با استفاده از چند لنز معمولی و متمرکز کردن نور می‌صتوان بازده ‮‭۳/۱۴‬ را برای گالیم آرسناید زمانیکه شدت نور تابشی برابر ‮‭۸/۲‬خورشید و ‮‭۱۱‬ را برای ایندیوم گالیم فسفاید/گالیم آرسناید زمانیکه شدت نور تابشی برابر با ‮‭۳/۲‬ خورشید می‌صباشد، بدست آورد.تاثیر شدت نور تابشی بر سلولهای خورشیدی تک پیوندی گالیم آرسناید و دو پیوندی ایندیوم گالیم فسفاید/گالیم آرسناید با استفاده از روشهای الکتروبازتابی، فوتوبازتابی، الکتروبازتابی روشن، فوتوبازتابی روشن و نمودار جریان- ولتاژ در دمای اتاق مورد بررسی قرار گرفته است .میدان الکتریکی در محل اتصال‮‭p‬ - ‮‭n‬با استفاده از آنالیز نوسانات فرانز کلدیش در طیفهای اندازه گیری شده انجام گرفته است .تاثیر شدت نور تابشی بر میدان الکتریکی با شدتهای مختلف نور تابشی در ساختارها مورد بررسی قرار گرفته است .میدان الکتریکی داخلی سلول خورشیدی تک پیوندی و دوپیوندی با افزایش شدت نور تابشی بدلیل اثر فوتولتاییک کاهش پیدا کرده است .علاوه بر این، میدان الکتریکی داخلی بصورت تابعی از ولتاژ نیز مورد بررسی قرار گرفته است .میدان الکتریکی با افزایش ولتاژهای مختلف ‮‭DC‬ در شدتهای نور تابشی کم، بدلیل کاهش سد پتانسیل کاهش پیدا می‌صکند .از طرف دیگر زمانیکه شدت نور تابشی افزایش پیدا می‌صکند، با افزایش ولتاژ بایاس، میدان الکتریکی بدلیل کاهش میدان الکتریکی القایی تولید شده توسط حاملین نوری افزایش پیدا می‌صکند .تاثیر شدت نور بایاس بر سلول خورشیدی دو پیوندی نیز مورد بررسی قرار گرفته است .در سلولهای خورشیدی تاندیم، بدلیل ایجاد انطباق جریان، به بررسی تاثیر شدت نور بایاس تابشی پرداخته ایم .با افزایش شدت نورهای بایاس اعمالی با طول موجهای متفاوت، میدان الکتریکی کاهش پیدا می‌صکند .روشهای بایاس نوری الکتروبازتابی روشن و بایاس نوری فوتوبازتابی روشن در دمای اتاق مورد استفاده قرار گرفته اند .میدان الکتریکی در هر دو زیر_سلول گالیم آرسناید و ایندیوم گالیم آرسناید با افزایش شدت نور تابشی کاهش پیدا می‌صکنند .در سلول بالایی ایندیوم گالیم آرسناید، این کاهش بدلیل افزایش اثر فوتولتاییک است .حاملین تولید شده در هر زیر_سلول می‌صتوانند از طریق پیوند تونلی به زیر_سلول دیگر منتقل شده و باعث کاهش میدان الکتریکی گردند .با استفاده از نورهای بایاس با انرژیهای متفاوت، به بررسی افزایش جذب نور توسط لایه بالایی و تاثیر آن در افزایش جریان اتصال کوتاه سلول خورشیدی پرداخته‌صایم

Text of Note

A concentration-type solar cell is the most promising strategy for reducing the cost of materials and improving the efficiency of solar cells. On the other hand, the multijunction solar cells undoubtedly provide an interesting subject worth of more investigations. This structure has a higher short circuit current and smaller open-circuit voltage, therefore, their efficiency is higher than the normal solar cells. On the other hand, the GaAs based solar cells due to their wide bandgap are the best structure for improving the efficiency of the solar cells. Multijunction solar cells consist of the multiple semiconductor layers with different bandgaps that are able to absorb a wide range of the solar spectrum and generating the electricity over a wide range. In this work, the single junction GaAs and double junction InGAP/GaAs solar cells are investigated to improve efficiency. The results show that by using some lenses and concentrated light on the sample, the single junction GaAs efficiency is 14 for 2.8 Sun and 11 for the InGaP when the incident light intensity is 2.3 Sun. The incident light intensity effects on single-junction GaAs and double junction InGaP/GaAs solar cell was investigated by using the Bright electroreflectance(BER), Bright photoreflectance(BPR), electroreflectance(ER), photoreflectance(PR) and current-voltage(I-V) measurements at room temperature. The p-n junction electric field (Fpn) of the SC was evaluated by analyzing the Franz Keyldish oscillation(FKO) in the measured spectrum. The Iex effect on Fpn was investigated at various incident light intensities. The Fpn decreased gradually with increasing Iex due to the photovoltaic effect in the single junction and double junction solar cells. Besides, the Fpn was examined under light illumination as a function of different DC bias voltages. The Fpn decreased with increasing bias voltage due to the decrease in the potential barrier when the incident light intensity is low. The Fpn increased with increasing bias voltage due to the decrease in the photogenerated carrier-induced electric field for high Iex.The Bias light(IBL) effect on the sample is investigated for the double junction solar cells. In the tandem solar cell due to the current matching, and the Fpn was examined at various bias light illumination. with different bias light energy, the Fpn is decreased by increasing the IBL. The OBBER and OBBPR measurements are used to investigate the IBL effect. The Fpn in InGaP and GaAs cells is decreased by increasing the bias-light intensity. The decrement in the InGaP cell is due to the photovoltaic effect. Carrier in the sub-cells can move to the other sub-cells by the tunnel junction and changed the internal electric field. By using several bias-light with different wavelengths, we can investigate that, light can be absorbed by the top cell to increase the SC short circuit currentin the bottom cell

Parallel Title

‮‭Investigation of internal electric field in concentrator solar cells usingmodulation spectroscopy to increase power conversion efficeincy‬

سعیدنهایی، صنم

SaeidNahaei, Sanam

روشن انتظار، صمد، استاد راهنما

سو کیم، جونگ، استاد راهنما

نقش آرا، حمید، استاد مشاور

Public note

سیاه و سفید

نمایه‌سازی قبلی