تحلیل تاثیر ضخامت لایه های جاذب و بافر و شرایط عملیاتی بر عملکرد سلول خورشیدی ناهمگون n-ZnO/p-Si با استفاده از شبیه سازی عددی

سلول های خورشیدی ناهمگون n-ZnO/p-Si به دلیل ویژگی های منحصر به فرد خود در جذب نور و تبدیل انرژی، مورد توجه بسیاری از محققان قرار گرفته اند. در این پژوهش، تاثیر ضخامت لایه جاذب (سیلیکون) و لایه بافر (ZnO) بر عملکرد این نوع سلول ها با استفاده از شبیه سازی عددی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که افزایش ضخامت لایه جاذب از ۱ میکرومتر به ۳ میکرومتر، چگالی جریان اتصال کوتاه (Jsc) را از ۲۴.۵ میلی آمپر بر سانتیمتر مربع به ۲۸.۲ میلی آمپر بر سانتیمتر مربع افزایش می دهد. همچنین، بهینه سازی ضخامت الیه بافر از ۰.۰۵ میکرومتر به ۰.۲ میکرومتر، مقاومت سری را کاهش داده و ضریب پرشدگی(FF) را از ۶۸ درصد به ۷۳ درصد افزایش داد. بررسی شرایط عملیاتی نشان داد که افزایش شدت نور به ۱۰۰۰ وات بر متر مربع، ولتاژ مدار باز (Voc) را به ۰.۶۵ ولت رسانده، در حالی که دماهای بالاتر از ۵۰ درجه سانتیگراد موجب کاهش Vocبه ۰.۵۸ ولت شد. این نتایج نشان می دهند که بهینه سازی ضخامت لایه ها و کنترل شرایط محیطی می تواند منجر به دستیابی به راندمانی تا حدود ۲۲ درصد در این نوع سلول ها شود.

کلیدواژه ها:

بهینه سازی عملکرد ، ضخامت لایه جاذب و بافر ، سلول خورشیدی ناهمگون ، n-ZnO/p-Si.