بهبود جذب و افزایش بازدهی سلول های خورشیدی لایه نازک سیلیکونی مبتنی بر نانوذرات پلاسمونیک

به دام انداختن نور، با توجه به نشاندن نانو ذرات پلاسمونیک برای جذب بیشتر نور در سلولهای خورشیدی به بهبود عملکرد سلول منجر میشود. هدف از انجام این مقاله شناخت چالشهای عمده در بکارگیری انواع مختلف سلولهای خورشیدی پلاسمونیک و پیشنهاد روشهایی برای بهبود و بهینه سازی این دسته از سلولها به کمک نانو ذرات پلاسمونیک است. سلولهای خورشیدی دارای انرژی پاک با هزینهای قابل قبول، جایگزین سوختهای فسیلی مرسوم هستند . اما به دلیل عوامل ذاتی و محیطی بازدهی این سلولها محدود است. به عنوان مثال انرژی شکاف باند هر سلولی، تنها قادر است بخشی از طیف نور را جذب کند و این امر منجر به محدود شدن بازدهی میشود. استفاده از هر دسته از سلولهای خورشیدی معایبی دارد که از جمله آنها میتوان به مصرف بالای ماده، سنگینی ماژولها و فرایندهای ساخت پیچیده و طولانی اشاره کرد. اما طراحی نانوذرات برای یک سلول چالشهای فراوانی دارد که به تعدادی از آنها اشاره میکنیم. یکی از مهمترین این چالشها انتخاب شکل، اندازه و جنس نانوذرات خواهد بود. به علاوه باید به این نکته توجه کرد که نانوذرات بر روی سلول قابل پیاده سازی باشد.در این مقاله قصد داریم با طراحی و شبیه سازی چندین نمونه از نانوذرات مختلف، مناسبترین نمونه را انتخاب کنیم و به کمک کنترلی که بر روی جنس، اندازه و شکل ذرات داریم، برخی از مشخصات الکتریکی و نوری سلولهای خورشیدی را بهبود بخشیم. همچنین قصد داریم عملکرد انواع سلولهای خورشیدی را مورد بررسی قرار دهیم و با افزایش میزان جذب نور بازدهی سلولهای خورشیدی را افزایش دهیم.

کلیدواژه ها:

نانوذرات ، سلول خورشیدی ، پلاسمونیک ، شکاف باند ، بهینه سازی ، جذب نور