عنوان

طراحی و بهینه‌سازی سلول های خورشیدی باند پهن مبتنی بر پلیمر

Number

‭۶۶۳۳پ‬

.Language of Text, Soundtrack etc

per

Title Proper

طراحی و بهینه‌سازی سلول های خورشیدی باند پهن مبتنی بر پلیمر

First Statement of Responsibility

/حمیده ملکی

Name of Publisher, Distributor, etc.

: مهندسی فناوری‌های نوین

Specific Material Designation and Extent of Item

‮‭۱۱۰‬ص‬

Text of Note

چاپی

Dissertation or thesis details and type of degree

کارشناسی ارشد

Discipline of degree

مهندسی فتونیک- گرایش نانو فتونیک

Date of degree

‮‭۱۳۹۰/۱۱/۱۲‬

Body granting the degree

تبریز

Text of Note

سلول‌صهای خورشیدی پلیمری بعد از سلول‌صهای خورشیدی سیلیکونی، جایگاه ویژه‌صای را در میان انواع دیگر سلول-ها پیدا کرده‌صاند .سلول‌صهای خورشیدی پلیمری به دلیل وزن کم، هزینه ساخت بسیار پایین و نیز انعطاف پذیری بالا بسیار مورد توجه هستند .بتدریج و با گسترش علوم در زمینه مواد و پلیمر انواع دیگر سلول‌صهای خورشیدی طراحی شده‌صاند که با سنتز و بکاربردن این مواد، کارایی این تکنولوژی جدید به طور چشمگیری افزایش یافته است .در این پایان نامه، طراحی سلول‌صهای خورشیدی مبتنی بر پلیمر انجام شد که رنج گسترده‌صای از طیف خورشید را پوشش دهد .بیشتر سلول‌صهای خورشیدی پلیمری موجود، فقط در منطقه طیفی مرئی حساس به نور هستند .بنابراین از این سلول‌صها فقط در طول روز می‌صتوان استفاده کرد .اما طیف خورشید با تغییرات قابل توجهی از فرابنفش تا مادون قرمز گسترده شده است .از این خاصیت طیف خورشید می‌صتوان برای افزایش بازده سلول خورشیدی پلیمری استفاده کرد .به طوری که این سلول‌صهای جدید قادر به جذب نور مادون قرمز از طیف خورشیدی هستند که در این صورت از این سلول ها در شب با جذب گرمای محیط می‌صتوان استفاده کرد .لذا این جذب گسترده‌صتر راهی برای افزایش بازده سلول خورشیدی محسوب می‌صشود .افزایش بیشتر در بازده نیاز به جمع-آوری موثرتر فوتون‌صها از منطقه مادون قرمز تا مرئی دارد .در این پایان نامه ابتدا، الگوریتم استفاده شده برای حل معادلات که الگوریتم ‮‭FDTD‬ می‌صباشد، ساختار کلی طراحی شده برای شبیه سازی، مدل ‮‭MIM‬ و معادلات آن برای بدست آوردن بازده تبدیل توان سلول معرفی شده‌صاند .سپس سلول خورشیدی با زمینه پلیمری طراحی شد که در آن با استفاده از نانو ذرات، امکان جذب طیف گسترده‌صای از نور خورشید فراهم شده و از تکنیک‌صهای مناسبی برای بهبود راندمان تبدیل انرژی آن استفاده شد .برای رسیدن به این منظور سلول‌صهای خورشیدی پلیمری همراه با نانوذرات با شعاع‌صهای مختلف طراحی و شبیه سازی شد و طیف‌صهای جذب حاصل از شبیه سازی بررسی شدند .با بررسی نتایج حاصل از شبیه سازی می‌صتوان دریافت که استفاده از نانوذرات فلزی در ناحیه فعال سلول‌صهای خورشیدی باعث افزایش خوبی در جذب و نیز گسترش طیف جذب به سمت طول موج‌صهای بلندتر شده‌صاند و تغییر شعاع نانوذرات روی طیف جذب بسیار تأثیرگذار است .

Text of Note

Polymer solar cells after silicon solar cells have a special role among the other type of cells. Polymer solar cells due to low weight, low cost and high flexibility are highly regarded. Gradually and spread in the field of materials science and polymer, Other types, the leter generation, of solar cells have designed with the synthesis and use of this material, the efficiency of this new technology has increased dramatically.In this thesis, the target is to design solar cells based on polymer that covers a wide range of the spectrum of the sun. Most existing polymer solar cells only in the visible spectral region are sensitive to light. Therefore, these cells can be used only during the day. Nevertheless, the solar spectrum is extensive from ultraviolet to infrared with significant changes. These properties of the solar spectrum can be used to increase the efficiency of polymer solar cells. So that, this new solar cells are able to absorb the infrared spectrum of the solar spectrum. So, in the case of these cells can be used at night by absorbing heat, infrared spectrum, from the environment. So, a wider absorption is an approach to increase the efficiency of solar cells. Further increase in efficiency needed to more efficiently absorb photons from the infrared to visible. In this thesis, first, FDTD algorithm, the general structure designed to simulation, MIM model and related equations to obtain the power conversion efficiency of the cell have been introduced. Then, a polymer solar cell with nanoparticles designed that absorb a wide band from sun light and it use suitable techniques for improving power conversion efficiency. To reach this goal, polymer solar cells with nanoparticles with different radius were designed and simulated and achieved absorption spectrum has been evaluated. Results show using metallic nanoparticles in the active region of solar cells, absorption will be increaseand and the absorption spectrum extends to longer wavelengths. Also change in the radius of nanoparticles is effective on the absorption spectrum.

ملکی، حمیده

رستمی، علی، استادراهنما

غلامرضا کیانی، استادراهنما

عباسیان، کریم، استادمشاور

Public note

سیاه و سفید

نمایه‌سازی قبلی