بهینه سازی سلول‎های خورشیدی اتصال دوگانه InGaP/GaAs

Abstract

در تحقیقات انجام شده در سالهای اخیر برای سلول خورشیدی InGaP/GaAs مدلهای مختلفی از پیوندهای تونلی طراحی و ساخته شده است. در این پژوهش پس از بررسی شرایط گوناگون از جمله تغییرات ضخامت لایه‎ها، میزان تراکم ناخالصی، اعمال لایه پنجره، میدان سطح پشتی و اثر بازتاب سطحی بررسی پارمترهای دیگر ساختار بهینه انتخاب گردید. شکل 1 شمای کلی ساختار سلول خورشیدی اتصال دوگانه InGaP/GaAs را نشان می‎دهد. از آنجائی¬که نقش پیوند تونلی و تطبیق جریان بین سلول بالا InGaP و سلول پایین گالیم آرسناید باید در مدل‎سازی عددی بررسی و بهینه¬سازی شود. ساختار سلول خورشیدی شامل سلول بالایی از جنس InGaP ، پیوند تونلی GaAs/GaAs و سلول پایینی از جنس گالیم آرسناید می‎باشد. لایه‎های BSF به¬عنوان یک بازتابنده حامل‎های اقلیت برای اتصال های مربوطه عمل می‎کنند. بنابراین این لایه‎ها سد پتانسیل بزرگی برای حامل‎های اقلیت تولید می‎کنند و اثر بازترکیب سطحی را کاهش می‎دهند. سلول بالایی InGaP معمولا فوتون با طول‎موج های کم تر را جذب می‎کنند و به تبع آن بقیه فوتون‎ها در لایه‎های پایین‎تر همانند لایه‎ی گالیم آرسناید جذب می‎گردند. با توجه به اینکه در مراجع تجربی تغییرات ضخامت بیس از 1-5/0 میکرومتر برای سلول‎های InGaP و تغییر ضخامت از 4-1 میکرومتر برای سلول‎های خورشیدی گالیم آرسناید اشاره گردیده است در این تحقیق به تغییرات ضخامت آنها پرداخته خواهد شد.