آموزش رایگان سیلواکو SILVACO
سلول خورشیدی لایه نازک مس گونه
سلول خورشیدی لایه نازک مس گونه
توجه ایی که امروزه به صنعت فتوولتائیک می شود به سمت سلول های ارزان قیمت با بازدهی بالا سوق می یابد که می تواند در طولانی مدت به عنوان جایگزین مناسب برای فناوری سیلیکون تک کریستاله باشد.
انتخاب مواد نیمه رسانا برای ساخت سلول های خورشیدی بر مبنای نیازهایی می باشد که عبارتند از:
- دارا بودن گاف انرژی مستقیم با مقدارای نسبتا بهینه برای اتصال p-n
- دارا بودن طول موج مناسب جذب با طیف گسیلی خورشید ناحیه مرئی و فروسرخ
- دارا بودن ضریب جذب بالا، که سبب به حداقل رساندن ضخامت برای پخش حامل های اقلیت می باشد.
- تهیه نمودن لایه p به عنوان لایه جذب نور و یا تولید لایه n به عنوان عبور دهنده نور در سلول خورشیدی
- توانایی مطابقت الکترونی با ماده هایی با گاف انرژی مانند CdS و ZnO
این شرایط به وسیله ی ترکیباتی از عنصرهای گروه IV و II جدول تناوبی و نیز طیف گسترده ایی از نیم رساناها بر پایه ترکیباتی از مس با ساختارهای مس گونه محاسبه می شود.
در حالت نخست میان ماده هایی که به عنوان نامزدهای اصلی مطرح می شوند سه تایی های مس گونه و به طور عمده CuInSe2 پیشتاز می باشد.
CuInSe2 یک آلیاژ سه تایی و ترکیبی از عنصرهای گروه VI و III و I جدول تناوبی با گاف انرژی مستقیم و ضریب جذب 3.6*105/cm می باشد که بالاترین میزان ضریب جذب برای این ماده به نسبت مواد دیگر می باشد.
اولین خصوصیت قابل کنترل این ماده گاف نواری آن می باشد که مقدار گاف نواری CuInSe2 مینیمم مقدار در بین ترکیبات می باشد که برابر با 1.04 الکترون ولت است.
شکاف نواری انرژی
از سویی این شکاف نواری انرژی را می توان با جایگزین نمودن Ga با In و یا با جایگزینی S به جای Se تغییر داد.
در صورتی که استفاده نمودن از S به جای Se میزان شکاف باند انرژی ا برای ترکیب CuInS2 برابر با 1.53 الکترون ولتا خواهد نمود و نیز اگر به جای In از Ga استفاده کنیم، مقدار آن برای CuGaSe2 و CuGaS2 به ترتیب عبارتند از 1.68 و 2.43 الکترون ولت.
انرژی شکاف نواری برای موارد دیگر نیز در این سه گروه می باشد.
. CIS طبق تصویر زیر دیده می شود در ساختار مس گونه که متبلور می گردد و در درجه اول یک شبکه الماس مانند با سلول واحد تتراگونال مرکز وجهی خواهد ساخت.
هر اتم سلنیوم در مرکز یک چهار ضلعی به صورتی قرار دارد که شامل دو اتم مس و ایندیوم می باشد. در این صورت هر اتم فلزی بوسیله یک چهار ضلعی متشکل از اتم های سیلیوم قرار گرفته است.
جهت یادگیری کامل نرم افزار سیلواکو آموزش های رایگان ما را در سایت حامی پروژه دنبال نمایید. و در صورت مشکل در انجام پروژه های سیلواکو خود با متخصصین حامی پروژه در تماس باشید. برای ارتباط با تیم تخصصی سیلواکو حامی پروژه با شماره 09934702599 تماس حاصل نمایید.