بهبود بازده سلول خورشیدی سیلیکونی ناهمگون با استفاده از لایه ذاتی GaP

Abstract

در این مقاله عملکرد سلول‌های خورشیدی سیلیکونی ناهمگون به صورت نظری بررسی شده است. ساختار مورد بررسی به صورت TCO/ a-SiC (P)/ GaP (i)/ a-Si (n)/a-Si (n+)/metal می‌باشد. در این کار به جای ساختار مرسوم که از یک لایه سیلیکون آمورف ذاتی برای افزایش بازده استفاده می شود، از یک لایه GaP (گالیوم فسفات) به عنوان لایه ذاتی استفاده شده است. مدل‌های مختلفی از این ساختار سلول خورشیدی شبیه‌سازی شد. تاثیر پارامترهای مختلف در ساختار سلول خورشیدی نظیر تابع کار اتصالات جلو و پشت، چگالی حامل لایه‌های امیتر و لایه سیلیکون آمورف نوع n، گاف انرژی لایه امیتر، ضخامت لایه بافر Gap، منحنی چگالی جریان – ولتاژ و بازده کوانتومی بررسی شد. بهینه مقدار کمیتهای برای بالاترین بازده سلول خورشیدی براساس نتایج مطالعات حاضر معرفی شده است. همچنین ساختار نوار انرژی در حالتهای مختلف رسم و مقایسه گردید. نتایج نشان می‌دهد که استفاده از یک لایه ذاتی گالیوم فسفات با گاف انرژی eV 26/2 و ضخامت 1 میکرومتر منجر به بیشترین بازدهی در حدود % 13/21 با Voc=1.52 V, Jsc=16.58 mA.cm-2 وFF= 84 % می‌شود.

Keywords

• سلول خورشیدی سیلیکونی
• بهینه سازی گاف انرژی
• لایه ذاتی
• بازده کوانتمی