بهینه سازی ضخامت لایه بافرCdSدرسلول های خورشیدی CIGSبادرنظرگرفتن اثرات محل اتصال باجاذب ونقص ها

چکیده مقاله

چالشیافتنمدادجایگزینسلدلهایخدرشیدیمبتنیبرعناصرفراواندرزمینوغیرسمیباعث تحقیقوتدسعهمس-ایندیم-گالیم سدلفید(CIGS)باخداصجذبندریعالیدرصنعتفتدولتایی لایهنازکشد.ازطرفیبازدهسلدلهای کلکدژنیبهطدرقابلتدجهیحساسبهضخامتلایه بافراست.CdSمتداول ترین لایه بافر درسلدلهای کلکدژنی است کهباافزایشضخامتآنبسیاریازفدتدنهای ورودی جذبلایه بافرشدهوتعدادفدتدنهایکمتریبهلایهجاذبمی رسد.تاکندنپیشرفتهایزیادیدرزمینهبهینه سازیعملکردسلدلهایخدرشیدیبهطدرتجربیبهجایارائهدرکعمیقازمدلهایفیزیکیوشبیه سازیمناس که منجربه تدسعه آسانتروکم هزینهترفرایندهای آزمایشگاهی نیز می شدند، صدرتگرفتهاست. لذااصلی ترینهدفازانجاماینتحقیق ،شبیه سازیساختارسلدللایه نازکCIGSمبتنیبراطلاعاتتجربیارائهشده درمقالاتمعتبربرایلایه هایمختلفو با فرض درنظرگرفتن نقص های احتمالیبرایتعیین ضخامت بهینه لایه بافرمی باشد.بنابراین ساختارCdS/Zno/Zno:Al/CIGS/Mo/SLGبا نرم افزارSCAPS-1Dشبیه سازی وعملکردسلدل برای ضخامتهای مختلف لایه بافربررسی شده است.شکل (1)اثرتغییرضخامتلایهبافرCdSبرپارامترهایسلدلرانشانمیدهد.طبقنتایجشبیه سازیوشکل (1)باافزایشضخامتلایهبافراز10تا 100ناندمترضری پرشدگی از 35/78% به 71/70%کاهشیافتهاست .بهطدردقیقترتاضخامت50ناندمترضری پرشدگیتقریباثابتوباکمیافزایشودرنهایتبهبیشترینمقدارخدد63/78%رسیدهاستودرضخامتهایبالاتراز62ناندمتربهطدرناگهانیکاهشپیداکردهاستطبقنتایجشبیهسازی،باافزایشضخامتلایهبافراز10تا50ناندمترمقداربازده سلدل از 47/16تا 13/17% افزایش می یابد.درضخامتهایبالاتراز60ناندمتربهطدرناگهانیکاهشپیدامیکند، مطابقباشکل (2 )باتغییرضخامتلایهبافراز10تا100ناندمتر،ولتاژمداربازبهآرامیکمشده. وتغییرکمتریداشتهاست. مقدارآناز741تا731میلیولتتغییرکردهاست. جریاناتصال کدتاهتاضخامت70ناندمترافزایشیافتهوبعدازاینضخامتروندکاهشیشدیدداردکهدلیل آن افزایش میزان بازترکی در سطح تماس لایه بافر/جاذببدلیل افزایش ضخامت لایه بافر میباشد