عنوان

مدل‌بندی سلول خورشیدی گرافنی و بهینه‌سازی بهره تبدیل مربوط به آن

Number

‭۲۸۳۸پ‬

.Language of Text, Soundtrack etc

per

Title Proper

مدل‌بندی سلول خورشیدی گرافنی و بهینه‌سازی بهره تبدیل مربوط به آن

First Statement of Responsibility

/زهرا عارفی‌نیا

Name of Publisher, Distributor, etc.

: فیزیک کاربردی و ستاره‌شناسی

Date of Publication, Distribution, etc.

، ‮‭۹۳‬

Specific Material Designation and Extent of Item

‮‭۱۲۶‬‬

Text of Note

چاپی

Dissertation or thesis details and type of degree

دکتری

Discipline of degree

فوتونیک

Date of degree

‮‭۱۳۹۳/۱۱/۰۸‬

Body granting the degree

تبریز

Text of Note

سلول‌های خورشیدی گرافنی به علت هزینه ساخت پایین و خواص منحصر به فرد گرافن مانند شفافیت نوری، تحرک پذیری بالای حامل‌ها، مقاومت کم، پایداری شیمیایی و مکانیکی، انعطاف پذیری و مساحت سطحی ویژه بزرگ اخیرا مورد توجه محققان قرار گرفته است .در سالهای اخیر چند گروه تحقیقاتی مطالعاتی در زمینه سلول خورشیدی سد شاتکی گرافن-سیلیکون انجام داده‌اند اما بهره تبدیل) بازدهی (آنها هنوز برای کاربردهای تجاری کم است و نیاز به پژوهش‌های زیادی در این زمینه حس می‌شود .ما در این پایان‌نامه ابتدا ساختار سلول خورشیدی سد شاتکی گرافن-سیلیکون را شبیه‌سازی کرده‌ایم .برای شبیه‌سازی، خواص الکتریکی و نوری گرافن که در سلولهای خورشیدی استفاده می شوند را به دست آورده‌ایم .همچنین نحوه عمل هر یک از بازترکیب‌ها از جمله تشعشعی، شاکلی-رید-هال، اوژه و ...را نیزمحاسبه کرده‌ایم و بعد از محاسبه جریان نوری، ولتاژ مدار باز، جریان اتصال کوتاه و بهره تبدیل توان) بازدهی(، اثر عوامل مختلف از جمله نوع گرافن به کار رفته، ، چگالی اتم‌های ناخالصی و دما و ... را روی این پارامترها بررسی نموده‌ایم .سپس راهکارهایی برای بالا بردن بازدهی سلول خورشیدی سدشاتکی گرافنی ارائه داده‌ایم .برای بالا بردن بازدهی باید ضریب جذب ماده افزایش یابد .به عنوان مثال با توجه به اینکه ضریب جذب نانوسیم سیلیکونی با ضریب پر شدگی متوسط بیشتر از سیلیکون است و سطح برخورد برای گیراندازی نور در آنها افزایش می‌یابد و ترابرد الکترون نیز بهتر صورت می‌گیرد انتظار داریم با استفاده از نانوسیم سیلیکونی به جای سیلیکون در سلول خورشیدی گرافنی، بازدهی افزایش یابد .از طرف دیگر، کیفیت سیلیکون تحت تابش با گذشت زمان تنزل پیدا می‌کند و با توجه به پهنای گاف نواری آن، حدود ‮‭۳۲‬ درصد طیف خورشیدی را جذب می‌کند، بنابراین استفاده از ماده‌ای با گاف نواری پهن به جای سیلیکون، که بتواند قسمت عمده طیف خورشیدی را جذب کند بازدهی سلول خورشیدی گرافنی را افزایش خواهد داد .پیشنهاد ما در این زمینه استفاده از ترکیبات‮‭xN - InxGa۱‬به دلیل پهنای باند وسیع، ضریب جذب بالا، تحرک‌پذیری زیاد حاملها و آسیب‌پذیری بسیار کم آن‌ها در برابر تابش نور خورشید است

Text of Note

Graphene-based solar cells have attracted a great deal of attention during recent years because of their low cost and remarkable performances as transparent electrodes and active layers for photoelectric devices. Graphene has many peculiar properties such as high transparency, ultrahigh carrier mobility, high electrical conductivity, great mechanical strength, inherent flexibility and huge specific surface area. Recently few groups have investigated graphene on silicon Schottky junction solar cells. But, the conversion efficiency of them is very low for commercial applications. Therefore, in this thesis we first simulated graphene based solar cell by calculating the optical properties of graphene and the absorption, recombinations and transport of carriers and then optimized solar cell parameters. Also, we attempted for ways to improve cell efficiency. Hence, the vertically aligned Si nanowires absorb more light than their bulk counterparts, because of scattering and trapping of the incident light, and may offer a mechanically flexible alternative to Si wafers for photovoltaics. So Si nanowires substrate improves probably the cell performance of graphene/silicon Schottky junction. On the other hand silicon has drawback of using under illumination due to the degradation, which limits its lifetime and stability. Furthermore, an extra amount of 32 of incident solar spectrum on a silicon solar cell can be converted at high internal quantum efficiency. Therefore, it is imperative to search for alternative materials with the absorption band gaps matching the full solar spectrum and high radiation tolerance for the graphene based solar cells. Hence, we propose the InxGa1-xN alloys would be promising candidates for realization of high-efficiency graphene based solar cells because of their continuous wide range of band gap energies, high absorption coefficient, carrier mobility, and drift velocity. Also, their superior resistance against irradiation damage makes them suitable for applications in photovoltaic devices, motivating further development

عارفی نیا،زهرا

عسگری،اصغر، استاد راهنما

کلافی،منوچهر، استاد مشاور

Public note

سیاه و سفید

نمایه‌سازی قبلی