آموزش رایگان سیلواکو  Silvaco

آموزش رایگان سلول خورشیدی لایه نازک در سیلواکو

سلول های خورشیدی لایه نازک

سلول های خورشیدی سیلیکونی طی سال های متمادی به عنوان بهترین سلول های خورشیدی شناخته می شدند، اما به دلیل مشکلات زیاد از جمله هزینه ی بالای تولید با گذشت زمان از مواد دیگر برای جاذب سلول خورشیدی استفاده شد. مواد جایگزین علاوه بر حل مشکلات سلول های سیلیکونی باید از نظر بازدهی و نیز از نظر هزینه ساخت صرفه اقتصادی داشته باشند.

در میان سلول های خورشیدی مختلف، سلول های لایه نازک به علت برتری نسبت به سلول های سیلیکونی به عنوان امیدوار کننده ترین سلول ها شناخته شدند. در سلول های لایه نازک ، به علت نازک بودن لایه جاذب در حدود چند میکرومتر، مواد مصرفی کاهش و در نتیجه هزینه ساخت کم می شود که خود یک مزیت محسوب می شود. در زیر چند مزیت سلول های لایه نازک را نسبت به سلول های سیلیکونی بیان می نماییم:

• مصرف کم مواد اولیه نسبت به سلول های سیلیکونی
• تنوع و تغییر مواد مختلف در لایه جاذب نسبت به سیلیکون
• مراحل ساخت کمتر نسبت به سلول های سیلیکونی
• روش های لایه نشانی تحت خلا و اتمسفر برای سلول های لایه نازک
• استفاده از زیر لایه های ارزان قیمت مانند شیشه و همچنین زیر لایه های قابل انعطاف همانند فویل های فلزی.

نرم افزار سیلواکو

سلول های خورشیدی فیلم نازک CIGS می توانند جایگزین مناسبی در سلول های فیلم نازک باشند . این مواد به علت داشتن خاصیت مکانیکی مشابه با مواد پلاستیک/پلیمر و نیز خاصیت نوری ، الکترونیکی امروزه در صنعت ساخت سلول های خورشیدی فیلم نازک مورد توجه قرار گرفته اند. تغییر در پارامترهای شبکه و انرژی گاف، اضافه نمودن گالیوم به ساختار CIS و تبدیل آن به CIGS مزیت هایی را ایجاد می کند که عبارتند از:

• قابلیت تنظیم انرژی گاف سلول با توجه به طیف نور
• بهبود V_oc با تنظیم نمودن میزان گالیوم در ساختار لایه CIGS
• ساخت آسان لایه ی تک فاز CIGS نسبت به لایه تک فاز CIS
• یکی دیگر از مهمترین ویژگی های لایه CIGS بالا بودن میزان تبدیل نور به جریان الکتریکی در این لایه می باشد.

بیشترین ضریب جذب در لایه ی CIGS زمانی به دست می آید که مقدار گالیوم ساختار برابر با صفر باشد یعنی لایه به صورت CIS عمل کند. که در این حالت میزان جذب برابر با 10⁵ در هر سانتی متر مربع خواهد شد که بیشترین مقدار جذب در سلول های لایه نازک می باشد. با توجه به ضریب جذب بالای این لایه که در حدود 99% می باد فوتون های ورودی به این لایه جذب می شوند که این فرآیند جذب تا عمق حدود یک میکرون اتفاق می افتد به همین دلیل است که برای ساختن یک سلول خورشیدی به ضخامت یک تا دو میکرون از این لایه کافی می باشد.

شبیه سازی CIGS در سیلواکو

این در صورتی است که برای ساخت سلول خورشیدی با سیلیکون نیازمند حدود سیصد میکرون از سیلیکون می باشیم. نکته مهم این است که با وجود اینکه CuInSe₂ قدرت جذب بالایی دارد اما مقدار گاف انرژی کمی دارد که این مشکل را با ترکیب گالیم رفع می نماییم. تعدادی از اتم های گالیوم جایگزین ایندیم می شوند و ترکیب به صورت CuIn_xGa_1-xSe₂ در خواهد آمد که با بهینه نمودن مقدار گالیوم به ایندیوم این ساختار به بیشترین بازدهی دست خواهیم یافت

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.