بهینه سازی(بهبود بازده)سلول های خورشیدی لایه نازک CIGS بااستفاده از تغییر پارامترهای الکتریکی

سلول خورشیدیCIGS ترکیب محلول جامد مس- ایندیوم- سلنید( CIS) و مس –گالیوم – سلنید( CGS) نوعی نیمه هادی I-III-VI2 می باشد که به دلیل پایداری بالا و بند گپ مستقیم، یکی از بهترین گزینه ها برای جانشینی سلول خورشیدی سیلیکونی است.در این مقاله با استفاده از نرم افزار AMPS(Analysis Of Microelectronic and Photonic Structures) ،ابتدا تاثیر عوامل متفاوتی چون ضخامت ، چگالی ناخالصی ، تعدادی ازلایه ها را بر روی پارامترهای خروجی جهت انتخاب بهترین گزینه بررسی می کنیم.سپس چندین راهکار مناسب جهت بهبود بازده وکاهش هزینه ساخت سلول ارائه خواهد شد .ضخامت بهینه لایه هایTCO ، بافر ،دریچه ای، و جاذب به ترتیب مقادیر 0.2 ،0.05 ،0.05 وm μ3 می باشد.مشاهده می شود با افزایش ناخالصی CdS بازده کوانتومی ثابت اما محدوده فرکانسی جذب نوری افزایش می یابد. با مقایسه عملکرد دو TCOمتفاوت 1-SnO2:F و 2-ZnO نتیجه می گیریم که با انتخاب SnO2:F به عنوان TCO،به بازده بالاتری دست خواهیم یافت اما به دلیل رسانایی بالاتر ، قیمت پایین تر و عملکرد بهترZnO ،ازZnO به عنوان لایهTCO استفاده می کنیم. . با مقایسه کیفیت سلول با حضور لایه بافر و بدون لایه بافر مشاهده کردیم که استفاده از این لایه سبب بهبود عملکرد سلول می شود.بنابراین از یک لایه از جنس ZnO اما با ناخالصی و ضخامت کمتر ازZnO (لایهTCO) بعنوان لایه بافر استفاده می کنیم. همچنین در این مقاله برای اولین بار با افزایش چگالی ناخالصی لایه جاذب از) 3(cm^- 17 e1 به18 e1 ازبازده 20.3399% به 21.3721% دست یافتیم.سلول خورشیدی مرجع در این پایان نامه سلولی با Jsc=36.7059 %وVoc=0.6721 و و 82.4422 %FF= و20.3393 % =η می باشد.

کلیدواژه ها:

سلول خورشیدی لایه نازک CIGS ، بهبود بازده ، بازده کوانتومی ، ضخامت بهینه