افزایش بازدهی سلول خورشیدی CIGS با ترکیب مناسب لایه‎های بافر CdS و CdSe: شبیه‎سازی به وسیله نرم‎افزار Silvaco

یکی از لایههای اصلی در ساخت سلول‎های خورشیدی لایه نازک سلنید گالیوم ایندیوم مس (CIGS)، لایه بافر است. لایه بافر باعث افزایش مقدار جذب و کاهش بازترکیب‎های سطحی می‎شود. لذا سلول خورشیدی به میزان بیشتری حاملهای بار تولیدشده را جذب می کند و موجب افزایش بازدهی در آن می‎‎شود. در این پژوهش با استفاده از نرم‎افزار شبیه‎ساز سیلواکو، لایه‎های کادمیوم سولفید (CdS) و کادمیوم سلنید (CdSe) به عنوان لایه بافر در ساختار مدل‎سازی شده و تاثیر ترکیب‎های مختلف از این دو لایه بر روی پارامترهای JSC, VOC, FF, η بررسی شده است. نتایج اولیه نشان داد که افزایش ضخامت در لایه بافر می‎تواند بازدهی سلول را کاهش دهد. ادامه شبیه‎سازی‎ها نشان داد در شرایطی که لایه کادمیوم سلنید نزدیک به لایه جاذب (CIGS) باشد، حالت بهینه برای لایه بافر، متشکل از ۴۰ نانومتر از کادمیوم سولفید و ۱۰ نانومتر از کادمیوم سلنید است و می‎تواند بازدهی را به ۱۹/۲۵% افزایش دهد. همچنین نمودار انرژی نشان داد که در حالت بهینه، حرکت الکترون‎ها و حفره‎ها به صورت فرایند آبشاری و بدون سد اتفاق میافتد که موجب افزایش قابل توجه بازدهی شده است.

کلیدواژه ها:

Buffer layer ، solar cell ، CIGS ، Silvaco software ، CdS ، CdSe ، لایه بافر ، سلول خورشیدی CIGS ، شبیه‎ساز سیلواکو ، کادمیوم سولفید ، کادمیوم سلنید