عنوان

طراحی و شبیه سازی سلول های خورشیدی سیلیکونی راندمان بالا

شماره

‭۹۱۳۳پ‬

زبان متن نوشتاري يا گفتاري و مانند آن

per

عنوان اصلي

طراحی و شبیه سازی سلول های خورشیدی سیلیکونی راندمان بالا

نام نخستين پديدآور

/حمید حیدرزاده

نام ناشر، پخش کننده و غيره

: دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر

نام خاص و کميت اثر

‮‭۱۱۲‬ص‬

متن يادداشت

چاپی

متن يادداشت

بصورت زیرنویس

جزئيات پايان نامه و نوع درجه آن

کارشناسی ارشد

نظم درجات

رشته مهندسی برق الکترونیک -طراحی مدارات مجتمع نوری

زمان اعطا مدرک

‮‭۱۳۹۱/۰۶/۲۵‬

کسي که مدرک را اعطا کرده

تبریز

متن يادداشت

خورشید منبع عظیمی از انرژی است و این حقیقتی خوشحال کننده برای بشر است که به تدریج وارد بحران بزرگی به نام کمبود انرژی می‌صشود، از این رو یافتن هر راه جدیدی برای بهره‌صگیری هر چه بیشتر از این منبع عظیم اهمیت فوق‌صالعاده دارد .سلول‌صهای خورشیدی یکی از مبدل‌صهای مهم تبدیل انرژی خورشیدی به انرژی الکتریسیته می‌صباشند که کمترین آلودگی را بر محیط دارند .از این رو تحقیقات فراوانی بر روی سلول‌صهای خورشیدی از جمله سلول‌صهای خورشیدی سیلیکونی صورت می-گیرد و یکی از چالش‌صهای اصلی افزایش راندمان تبدیل سلول‌صهای خورشیدی است .این کار پژوهشی شامل کارصهای تحقیقاتی برای مطالعه نظری، مدلسازی، طراحی و بهینه‌صسازی سلول-های خورشیدی با راندمان بالاست .بهبود بازده با مدیریت خواص نوری و الکتریکی ساختار و مواد بکار رفته امکان پذیر است .برای مرحله اول ما بر سلول‌صهای خورشیدی پشته‌صای متمرکز شدیم و سلول خورشیدی پشته‌صای‮‭SiC - Silicon/۳C‬را با در نظر گرفتن اتصالات تونلی، بهینه‌صسازی ابعاد و دوپینگ-های مناسب و اتصالات بالایی و پایینی طراحی کردیم .در این حالت بازده ‮‭۲۶‬ درصدی برای این سلول‌صها در مقابل بازده ‮‭۲۰‬ درصدی سلول خورشیدی سیلیکونی تک اتصالی بدست آمد .در ادامه این کار مطالعات نظری سلول‌صهای خورشیدی باند میانی که موجب بهبود بازده سلول‌صهای خورشیدی با ایجاد باندصهای میانی در بین باندصهای اصلی انرژی می‌صشود صورت می‌صگیرد .از لحاظ تئوری سلول‌صهای خورشیدی باند میانی بهبود عظیمی را در راندمان تبدیل سلول‌صهای خورشیدی موجب می-شوند .با جایگزین کردن ‮‭Fe‬ با بعضی از اتم‌صهای‮‭SiC - ۳C‬باندصهای میانی در آن مشاهده گردید .استفاده از مدل محدودیت بازده حداکثر ‮‭۵۹‬ درصد برای آن بدست آمد .با وارد کردن مشخصات واقعی و حل معادلات دریفت-دیفیوژن بازده بالای ‮‭۳۴‬ درصد برای این سلول خورشیدی باند میانی محاسبه گردید .در نهایت حساسیت سلول‌صهای خورشیدی به دما مورد بحث و بررسی قرار می‌صگیرد .سلول‌صهای خورشیدی معمولا در دمای نزدیک به ‮‭۳۰۰‬ درجه کلوین بکار می‌صروند ولی شرایطی است که در دمای بالاتر باید به کار برده شوند .سلول خورشیدی سیلیکون کریستالی که دارای انرژی شکاف پایین دارد در این کاربرد مشکلاتی دارد که در انتهای این کار حساسیت آن به دما مورد بحث قرار می‌صگیرد و سیلیکون کرباید که دارای انرژی شکاف بالاتری نسبت به آن می‌صباشد به عنوان ماده مناسب بر ای این کاربرد معرفی می‌صگردد

متن يادداشت

diffusion equations for achievement of real efficiency and we apply calculated optical prosperities to equations. Then we optimized the efficiency for cell parameters. Our evaluations show energy conversion efficiency higher than 34.4 is obtained. Although solar cells are usually operated at temperatures near 300ok under terrestrial condition, in concentrator and space solar cells, higher temperatures are used for some application. Therefore it is interesting to calculate the dependence of cell parameters on temperature and design solar cells that they have thermal stability. Silicon has some problem in high temperature application due to its low band gaps (Eg=1.12eV). Proposed Silicon Carbide (SiC) is a potential material for high temperature application -SiC with the atomic concentration of 5.56 . The IB properties are seen in band structure and absorption coefficient. Then we calculate the maximum efficiency of the proposed IBSC by detailed balance limit under AM0 spectrum that shows 59 maximum conversion efficiency. Because of no experimental experience, we solve drift-SiC (Eg=2.2eV) is doped by Fe as a suitable IB material. The calculation of band diagram, density of state (DOS) and optical properties like absorption coefficient are performed by substitutional of Fe atoms instead of some silicon atoms in 3C-diffusion modeling. . Proposed 3C-SiC solar cells, respectively. The second part of the dissertation is the theoretical study of intermediate band solar cells where the conversion efficiency is improved through the insertion of intermediate energy band in the fundamental energy gap. The theoretical aspect of intermediate band photovoltaic devices is predicted high efficiency and that confirmed by drift-SiC/Si tandem structure driven by 20.49 and 17.86 conversion efficiencies of single junction Si and 3C-SiC, and finally, the tandem cells. High energy conversion efficiency of 26.09 has been achieved for 3C-SiC/Si crystalline tandem solar cell connected series by a tunneling junction, under air mass 1.5 global irradiance spectrums. A 2D simulation including the effects of surface passivation, back surface field(BSF), and carrier tunneling have been performed to obtain the optical and electrical characterization of single junction silicon, 3C-The sun is a huge source of energy and this is happy truth for mankind that eventually encounter with energy shortage. So finding any ways to use up any more from this huge source is more important. Solar cells are one of the important convertor for utilization of solar energy by converting to electrical energy that they have minimal impact on the environment. As solar cell manufacturing continues to grow in the world, increasing demands are placed on universities to educate students on both the practical and theoretical aspects of photovoltaics. Improvement of the efficiency of silicon solar cell is the main challenge of researchers in this field. This dissertation is a research effort for the theoretical study, modeling, design, and optimization of solid state photovoltaic devices. Efficiency improvements may be gained in solar cells through engineering of optical and electronic properties of structures and materials. In the first part of the dissertation we focused on tandem solar cell. We have evaluated the characteristics of 3C

مستند نام اشخاص تاييد نشده

حیدرزاده، حمید

مستند نام اشخاص تاييد نشده

علی رستمی، استاد راهنما

مستند نام اشخاص تاييد نشده

سامیه مطلوب، استاد راهنما

مستند نام اشخاص تاييد نشده

رضا یدی‌پور، استاد مشاور

مستند نام اشخاص تاييد نشده

حسن رسولی، استاد مشاور

يادداشت عمومي

سیاه و سفید

وضعیت فهرست نویسی

نمایه‌سازی قبلی