بررسی کاربرد فناوری نانو در سلول خورشیدی سیلیکونی تک کریستالی
محورهای موضوعی : انرژی های تجدید پذیر
1 - استادیار گروه مهندسی مکانیک، واحد نراق، دانشگاه آزاد اسلامی، نراق، ایران
کلید واژه: سلول های خورشیدی, تک کریستالی, نانوذرات,
چکیده مقاله :
سلول های خورشیدی به دلیل بحث های جاری آب و هوا و تلاش برای پیاده سازی بیشتر منابع انرژی سبز برای کاهش انتشار CO2 در جو توجه زیادی را به خود جلب کرده اند. سلول های خورشیدی سیلیکونی تک کریستالی (c-Si) با پایداری بهتر در مدت زمان طولانی در مقایسه با سایر سلول های خورشیدی مبتنی بر سیلیکون، جایگاه اصلی را در بازار سلول های خورشیدی به خود اختصاص داده اند. همانطور که فناوری سلول های خورشیدی جدید به طور مداوم توسعه می یابد، ضرر هزینه نسبتاً بالای برق تولید شده مربوط به راندمان پایین سلول یکی می شود. مهمترین مسائل مربوط به سلول های خورشیدی c-Si هدف از این مقاله بررسی اثربخشی فناوریهای نانو، به ویژه نانوذرات فلز پلاسمونیک (MNPs)، نانوساختارهای سیلیکون سیاه (b-Si) و نانوسیمهای سیلیکونی رشد افقی (SiNWs) است. ساختارها، برای افزایش بازده سلولی سلول های خورشیدی c-Si از طریق شبیه سازی عددی و نمایش های تجربی. با توجه به مزیت سلول های خورشیدی c-Si در هزینه مواد، فناوری نانو در مقایسه با سایر انواع فناوری های سلول خورشیدی با افزایش کارایی یکسان، هزینه کمتری را ممکن می کند. ما خواص نوری و الکتریکی MNP ها را برای کاربردهای سلول خورشیدی c-Si بر اساس روش دامنه زمانی تفاضل محدود بررسی می کنیم. شبیه سازی ها برای بهینه سازی MNP ها از نظر شکل، اندازه، پوشش سطح و محیط دی الکتریک انجام می شود. نانومکعب های نقره با زیرلایه دی اکسید سیلیکون (SiO2) به طور تجربی نشان داده شده اند که به طور متوسط تا 7 درصد بازده سلولی را افزایش می دهند.
Solar cells have attracted a great deal of attention due to ongoing climate debate and efforts to further implement green energy sources to reduce CO2 emissions into the atmosphere. Single-crystalline silicon (c-Si) solar cells, with better long-term stability compared to other silicon-based solar cells, have a major position in the solar cell market. As new solar cell technology continues to evolve, the relatively high cost of electricity generated by the low efficiency of the cell becomes one. The most important issues concerning c-Si solar cells The aim of this dissertation is to evaluate the effectiveness of nanotechnologies, especially plasmonic metal nanoparticles (MNPs), black silicon nanostructures (b-Si) and horizontal growth silicon nanowires (SiNWs). Structures to increase the cellular efficiency of c-Si solar cells through numerical simulations and experimental representations. Due to the cost advantage of c-Si solar cells, nanotechnology makes it less costly than other types of solar cell technologies with the same efficiency increase. We investigate the optical and electrical properties of MNPs for c-Si solar cell applications based on the finite difference time domain method. Simulations are performed to optimize MNPs in terms of shape, size, surface coverage and dielectric environment. Silver nanocubes with silicon dioxide (SiO2) substrate have been experimentally shown to increase cell efficiency by an average of 7%.
