اثر اعمال نانو فیلم کربن شبه الماسی بر بازدهی سلول‌های خورشیدی سیلیکونی

محورهای موضوعی : عملیات حرارتی

اکبر اسحاقی ¹ (استادیار، دانشکده مهندسی مواد، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، اصفهان)
فخرالدین مجیری ² (کارشناسی ارشد دانشکده مهندسی مواد، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، اصفهان)
اسماعیل کرمی ³ (کارشناسی ارشد دانشکده مهندسی مواد، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، اصفهان)
ایمان ابراهیم زاده ⁴ (مربی، عضو هیأت علمی، دانشکده مهندسی مواد، واحد نجف آباد، دانشگاه آزاد اسلامی، نجف آباد، اصفهان)

تاریخ دریافت : 1394/06/23 تاریخ پذیرش : 1394/06/23 تاریخ انتشار : 1394/06/01

کلید واژه: نانو فیلم, کربن شبه الماسی, سلول‌ خورشیدی سیلیکونی, بازدهی, PECVD,

چکیده مقاله :

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 وUV-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.

منابع و مأخذ:

[1]     M. Allon-Alaluf, “The influence of diamond-like carbon films on the properties of silicon solar cells”, Thin Solid Films, Vol. 303, pp. 273-276, 1997.

 [2]     N. I. Klyui,“Silicon solar cells with antireflection diamond-like carbon and silicon carbide films”, Solar Energy Materials & Solar Cells, Vol. 72, pp. 597-603, 2002.

 [3]     V. G. Litovchenko, “Solar Cells Based on DLC Film – Si Structures for Space Application”, Solar Energy Materials & Solar Cells, Vol. 68, pp. 55-70, 2001.

 [4]     S. Aisenberg & R. Chabot,“Ion‐Beam deposition of Thin Films of Diamond like Carbon”, Journal of Applied Physics, Vol. 42, pp. 2953, 1971.

 [5]     E. G. Spencer, P. H. Schmidt, D. C. Joy & F. J. Sansalone, “Ion‐beam deposited polycrystalline diamondlike films”, Applied Physics Letters, Vol. 29, pp. 118, 1976.

 [6]     J. Robertson, “Diamond-like amorphous carbon”, Materials Science and Engineering, Vol. 37, pp. 129-281, 2002.

 [7]     Omer, S. Adhikari, S. Adhikary, H. Uchida & M. Umeno,“Effects of iodine doping on optoelectronic properties of diamond-like carbon thin films deposited by microwave surface wave plasma CVD”, Diamond and Related Materials, Vol. 13, pp. 2136, 2004.

 [8]     E. Amanatides & D. Mataras, “Electrical and optical properties of CH₄/H₂ RF plasmas for diamond-like thin film deposition”, Diamond and Related Materials, Vol. 14, pp. 292, 2005.

 [9]     S. R. P. Silva, “Properties of Amorphous Carbon”, Emis Data Reviews Series 29, Chap. 10, pp. 326, 2003.

 [10] Grill, “Amorphous carbon based materials as the interconnect dielectric in ULSI chips”, Diamond and Related Materials, Vol. 10, pp. 234, 2001.

 [11] S. P. Louh, I. C. Leu & M. H. Hon, “Preparation and characterization of plasma deposited para-xylene a-C:H films with low dielectric constant”, Diamond and Related Materials, Vol. 14, pp. 1005-1009, 2005.

 [12] V. Anita, T. Butuda, T. Maeda, K. Takizawa, N. Saito & O. Takai, “Effect of N doping on properties of diamond-like carbon thin films produced by RF capacitively coupled chemical vapor deposition from different precursors”, Diamond and related Materials, Vol. 13, pp. 1993-1996, 2004.

 [13] J. Kim & C. Lee, “Dependence of the Physical Properties DLC Films by PECVD on the Ar Gas Addition”, Journal of the Korean Physical Society, Vol. 42, pp. S956-S960, 2003.

[14] P. Sibiya, “Nanostructured diamond-like carbon by dual pulsed laser ablation-pulsed gas feeding”, Master of Sciences thesis, University of Zululand, 2007.

[15] Shirakura, M. Nakaya, Y. Koga, H.i Kodama, T. Hasebe & T. Suzuki, “Diamond-like carbon films for PET bottles and medical applications”, Thin Solid Films, Vol. 494, pp. 84 – 91, 2006.

 [16] R. Jethanandani, “The Development and Application of Diamond.Like Carbon Films”: overview, http://www.tms.org/pubs/ journals/J Ea/jem.html, 1997.

 [17] N. I. Klyui et al, “Improvement of solar cells efficiency and radiation stability by deposition of diamond-like carbon films”, world renewable energy cogress, Sweden-2011.

 [18] B. A. Campbell & S.W. Mccandless, “Introduction of space sciences and spacecraft applications”, 1rd edition, Gulf Publishing Company Houston, Texas, pp. 2-20, 1996.

 [19] Z. Q. Ma, B. X. Liu, “Boron-doped diamond-like amorphous carbon as photovoltaic films in solar cell”, Solar Energy Materials & Solar Cells, Vol. 69, pp. 339-344, 2001.

 [20] M. H. Oliveira, “Diamond like carbon used as antireflective coating on crystalline silicon solar cells”, Diamond & Related Materials, Vol. 18, pp. 1028–1030, 2009.

 [21] M. Umeno, S. Adhikary, “Diamond-like carbon thin films by microwave surface-wave plasma CVD aimed for the application of photovoltaic solar cells”, Diamond & Related Materials, Vol. 14, pp. 1973 – 1979, 2005.

 [22] E. Silverman, “Space environmental effects on spacecraft: LEO materials selection guide”, TRW Space Electronics croups, NASA Contractor report 4661 part1, California, August, pp.128-486, 1995.