افزایش راندمان در سلولهای خورشیدی CIGS با نانوساختارهای پلاسمونیکی نقره توسط افزایش جذب نور

در سال های اخیر مشکلات زیست محیطی در مقیاس جهانی به صورت جدی افزایش پیدا کرده است. برای غلبه بر این مشکلات سلولهای خورشیدی به عنوان یک منبع انرژی پاک و عاری از آلودگی اهمیت پیدا کرده اند. با توجه به استفاده روزافزون از انرژی های تجدیدپذیر استفاده از سلول های خورشیدی جهت تامین انرژی رو به گسترش است. این سلول ها نور خورشید را به طور مستقیم توسط اثر فتوولتائیک به الکتریسیته تبدیل می کنند. تحقیق و توسعه در مورد انرژی فتوولتائی، عموما در دو زمینه کاهش هزینه ها و افزایش بازده صورت می گیرد. بازده سلول های خورشیدی لایه نازک را می توان با جفت کردن سلول های خورشیدی با نانوذرات پلاسمونیک به طور قابل توجهی افزایش داد. در این مقاله از طریق شبیه سازی های دقیق آثار مربوط به شکل و اندازه نانوذرات را در بهبود بازده سلول های خورشیدی مس ایندیم گالیم سلنیوم (CIGS) مورد بررسی قرار گرفته و دو شکل متفاوت شامل کره و استوانه مورد مطالعه قرار گرفته اند. نشان داده شد که نانوذرات استوانه ای نقره با قطر ۵۰ نانومتر ارتفاع ۱۲۵ نانومتر و پریود آرایه ۲۱۵ نانومتر بیشترین افزایش را در جذب اپتیکی و تولید جریان الکتریکی ایجاد نموده اند. نتیجه به دست آمده در این مقاله از طریق آنالیز اپتیکی و الکتریکی و همچنین مطالعه ی تصویر میدان نزدیک حاصل شده است.

کلیدواژه ها:

پلاسمونیک ، سلول خورشیدی ، CIGS ، شکل ، نانوذرات ، نانوذرات نقره ، FDTD