لایه نازک کربن شبه الماسی به علت خاصیت ضد بازتابی که دارند به منظور افزایش بازدهی سلول های خورشیدی استفاده می گردد. در این تحقیق نانو فیلم کربن شبه الماسی با ضخامت 80 نانومتر بر سلول خورشیدی سیلیکونی نوع P به روش رسوب شیمیایی از فاز بخار تقویت شده با پلاسما (PECVD) از مخلوط گازهای هیدروژن و متان لایه نشانی شد. خواص اپتیکی پوشش به وسیله دستگاه بیضی سنجی و UV-VIS-NIR Recording Spectro Photometer ارزیابی شد. بازدهی سلول خورشیدی قبل و بعد از لایه نشانی به وسیله دستگاه شبیه ساز خورشیدی مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد با اعمال کربن شبه الماسی بر سلول های خورشیدی سیلیکونی، بازدهی به میزان بیش از 32 درصد افزایش می یابد.

در تحقیق حاضر، هدف بررسی کارایی فوتولومینسانس نانوذرات فسفر قرمز در افزایش بازده سلول خورشیدی است. فسفر قرمز از طریق کاهش بازتاب سطحی سلول خورشیدی سیلیکونی نیز می تواند بازده سلول را افزایش دهد، برای این که تأثیر خاصیت فوتولومینسانس فسفر در افزایش بازده سلول بیشتر نمایان شود قبل از لایه نشانی فسفر، اکسید روی را که خاصیت ضد بازتاب دارد بر سطح سلول لایه نشانی کردیم تا بازتاب سطح سلول تا حد ممکن کاهش یابد و نقش خاصیت ضد بازتاب فسفر در افزایش بازده به حداقل برسد، با این روش افزایش بازده حاصل شده از لایه نشانی فسفر قرمز را می توان مرتبط به خاصیت فوتولومینسانس فسفر قرمز دانست. ابتدا nm50 اکسید روی به روش تبخیر حرارتی فیزیکی بر روی سطح سلول خورشیدی سیلیکونی لایه نشانی شد و نتایج طیف سنجی نوری از سطح لایه نشان داد که این لایه بازتاب سطح سلول را کاهش داده است. همچنین نتایج اندازه گیری بازده سلول تحت تابش استاندارد AM1.5G بر سلول خورشیدی سیلیکونی نشان داد، بازده سلول کاهش یافته است. سپس بر سطح لایۀ اکسید روی nm90 فسفر قرمز به روش تبخیر حرارتی فیزیکی لایه نشانی شد و نتایج طیف سنجی نوری نشان داد که این لایه، مقداری بازتاب سطح سلول را افزایش داده است. نتایج اندازه گیری بازده حدود 37 درصد افزایش بازده نسبی را نشان داد. این افزایش بازده را می توان به خاطر خاصیت فوتولومینسانس نانوذرات فسفر دانست که با دریافت نور فرابنفش می توانند نور مرئی گسیل کنند که برای سلول خورشیدی سیلیکونی جذب بیشتری دارد.

در این تحقیق لایه نازک اکسیدروی(ZnO) به عنوان لایه ضد بازتاب به روش سل-ژل و با استفاده از تکنیک پوشش دهی چرخشی بر روی سیلیکون p-n لایه نشانی، و اثر آن به عنوان لایه ضد بازتاب در سلول خورشیدی و افزایش راندمان سلول خورشیدی مورد توجه و بررسی قرار گرفت. در این روش از استات روی دوآبه به عنوان پیش ماده، و از مونواتانول آمین(MEA) و دی اتانول آمین(DEA) به عنوان پایدار کننده، و از ترکیبات دو متوکسی اتانول، ایزو پروپیل الکل و اتانول به عنوان حلال استفاده شد. بعد از لایه نشانی، نمونه ها توسط سشوار صنعتی در دمای150 درجه سانتیگراد به مدت 10 دقیقه پیش حرارت داده شد و سپس نمونه ها در دمای 470 درجه سانتیگراد به مدت یک ساعت در داخل کوره الکتریکی حرارت داده شدند و سپس اتصالات فلزی پشت (Al) و اتصالات فلزی جلوی سلول خورشیدی(Ag) را به ترتیب با روش PVD و تکنیک چاپ سطحی (شابلونی) بر روی سلول خورشیدی نصب گردید. برای مشخصه یابی لایه های نازک ZnO از پراش اشعه ایکس ( XRD)، تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی ( FESEM) و از دستگاه پراب چهار نقطه ای برای اندازه گیری مقاومت سطحی نمونه ها کمک گرفته شد. همچنین برای بررسی خواص الکتریکی و تعیین پارامترهای قطعه سلول خورشیدی از دستگاه شبیه ساز خورشیدی استفاده شد. نتایج حاصل نشان دادند که نانو ساختار ZnO با ساختار شش گوشی با اندازه 30-50 نانومتر بر روی سطح سیلیکون تشکیل شده و بعنوان یک لایه ضدبازتاب باعث شده که راندمان سلول خورشیدی سیلیکونی افزایش یابد.

لطفا برای مشاهده چکیده به متن کامل (PDF) مراجعه فرمایید.

در این بررسی لایه نازک کربن شبه الماسی بر سلول خورشیدی سیلیکونی پلی کریستال نوع P با استفاده از دو گاز هیدروژن و متان به روش رسوب شیمیایی بخار تقویت شده به کمک پلاسما با منبع تغذیه فرکانس رادیویی (RF-PECVD) اعمال گردید. سپس چسبندگی پوشش به زیرلایه، ساختار کریستالی، نوع پیوندها، نسبت هیبریداسیونSP2  به SP3، توپوگرافی و مورفولوژی سطح پوشش به ترتیب به وسیله روش های آزمون نوار چسب، پراش پرتو ایکس، طیف سنجی تبدیل فوریه مادون قرمز، طیف سنجی رامان، میکروسکوپ نیروی اتمی و میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی مورد بررسی قرار گرفت. در ادامه منحنی های ولتاژ - جریان نمونه های سیلیکونی در دو حالت بدون پوشش و با پوشش کربن شبه الماسی به وسیله I-V meter اندازه گیری شد و بازدهی تعیین شد. نتایج نشان داد با اعمال پوشش کربن شبه الماسی رافنس سطح کاهش یافته است. هم چنین، نتایج آزمون اندازه گیری جریان - ولتاژ نشان داد با اعمال لایه نازک کربن شبه الماسی بازدهی سلول خورشیدی حدود 37% مقدار اولیه افزایش یافت.

در این مقاله عملکرد سلول های 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 می باشد. 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. مدل های مختلفی از این ساختار سلول خورشیدی شبیه سازی شد. تاثیر پارامترهای مختلف در ساختار سلول خورشیدی نظیر تابع کار اتصالات جلو و پشت، چگالی حامل لایه های 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 بر اساس نتایج مطالعات حاضر معرفی شده است. همچنین ساختار نوار انرژی در حالتهای مختلف رسم و مقایسه گردید. نتایج نشان می دهد که استفاده از یک لایه ذاتی گالیوم فسفات با گاف انرژی 2.26 eV و ضخامت 1 میکرومتر منجر به بیشترین بازدهی در حدود 21.13% با Voc=1.52 V، Jsc=16.58 mA.cm-2 و FF=84% می شود.