ساخت و بررسی پروفایل ضریب شکست موثر بهینه نانو سیم های سیلیکونی جهت بهبود کارایی سلول های خورشیدی

نویسندگان

1 گروه مهندسی مکانیک،دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه پیام نور، تهران، ایران

doi
چکیده

در ساختار سلول خورشیدی، لایه های نازک سیلیکونی به صورت ساختار نانوسیم در دولایه پایه اصلی قرار دارند. این لایه‌های نانوساختار باعث افزایش جذب نور در سلول های خورشیدی می‌شوند و انرژی نور را به انرژی الکتریکی تبدیل می‌کنند. پروفایل ضریب شکست موثر نانوسیم‌های سیلیکونی به عنوان یک ویژگی مهم در سلول‌های خورشیدی استفاده می‌شود که می‌تواند به طور قابل توجهی تغییر کند. تغییرات پروفایل ضریب شکست موثر ممکن است به دلیل تغییر در ساختار نانوساختار، اندازه، شکل و همچنین تغییر در تراکم ذرات نانوسیم‌های سیلیکونی باشد که منجر به بهبود یا کاهش جذب نور و عملکرد سلول خورشیدی شود. در این تحقیق، اندازه، شکل و ترکم نانوسیم‌های سیلیکونی در زمان‌های متفاوت و با استفاده از کاتالیست طلا‌ و روش های لایه نشانی بخار شیمیایی و تکنیک بخار-مایع-جامد (VLS) سنتز و کنترل شدند. خواص ساختاری نانوسیم‌های سلیکونی سنتز شده، توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)، پراش پرتو ایکس (XRD) و میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM) مشخصه‌یابی شدند. تغییرات ضریب شکست موثر بهینه بر اساس طول و تراکم نانوسیم‌های سیلیکونی کنترل شده، بررسی شد. نتایج نشان می‌دهد که بیشترین بازده و جذب سلول خورشیدی در طول mμ 2 و نسبت تراکم 36% نانوسیم‌های سیلیکونی اتفاق می‌افتد. بازده سلول خورشیدی در این شرایط برابر با 6/9% ، ضریب پرشدگی 66.4% ، چگالی جریان اتصال کوتاه در این نمونه mA.cm-253/28 و ولتاژ mV520 بدست آمده است.