شبیه سازی مقاله Design and optimization of ARC less InGaP-GaAs single--multi-junction solar cells with tunnel junction and back surface field layers
در عصر حاضر، استفاده از انرژی های نو علی الخصوص انرژی خورشیدی، به طور چشم گیری افزایش یافته است. از آنجا که انجام آزمایشات لازم در خصوص بهبود و بهینه سازی سلول های خورشیدی بسیار پر هزینه اند، قبل از انجام این آزمایشات از شبیه سازی های کامپیوتری جهت رسیدن به بازده بالاتر استفاده می شود. زیرا این روش بسیار کم هزینه تر بوده و در وقت و انرژی نیز صرفه جویی می شود. نرم افزار سیلواکو یکی از نرم افزارهای بسیار عالی برای شبیه سازی این نوع از ادوات می باشد.
شبیه سازی سلول خورشیدی در سیلواکو، نیازمند انجام تحلیل های الکتریکی و نوری مختلفی است و این نرم افزار به دلیل دارا بودن کتابخانه ای قدرتمند از مواد و مدلهای الکتریکی و نوری، به طور خاص برای انجام این کار استفاده می شود.
در صورتیکه یک نیمه هادی نوع n در کنار نیمه هادی دیگری از نوع p قرار گیرد؛ یک پیوند p-n تشکیل می شود و الکترونهای سمت n به سمت p رفته و حفره‌ها نیز در جهت عکس حرکت الکترون‌ها حرکت می کنند. در این میان، در ناحیه مرزی این دو نیمه هادی، ناحیه تخلیه به وجود می آید. این ناحیه خالی از هر نوع حاملی است. در این حالت در لبه مرز در سمت نیمه هادی نوع n، اتم‌ها الکترونهای خود را از دست داده‌اند و یون‌های مثبت تشکیل شده است. در سمت p نیز با انتقال حفره‌ها، یون‌های منفی به جا مانده‌اند، بنابراین یک میدان الکتریکی بین یون‌های مثبت و منفی بوجود می‌آید. بزرگتر شدن این ناحیه در اثر عوامل مختلف، مانع از انتقال بیشتر حامل‌های جریان میشود.
در این پست شبیه سازی یک مقاله با عنوان Design and optimization of ARC less InGaP/GaAs single-/multi-junction solar cells with tunnel junction and back surface field layers که در سال 2018 در ژورنال Superlattices and Microstructures که یک ژورنال بسیار معتبر در زمینه ادوات نوری و الکتریکی می باشد ارائه شده است. نتایج شبیه سازی های انجام شده بسیار مشابه آنچه در مقاله ذکر شده اند می باشند و از دقت بسیار بالایی برخوردارند. نتایج بدست آمده به شرح زیر می باشند:
InGaP SJSC
---------------------------
JscmAcm2=20.1579
Voc=1.41568
FF=84.8897
Eff=17.7449
GaAs SJSC
---------------------------
JscmAcm2=34.2686
Voc=1.02644
FF=88.2007
Eff=22.7253
InGaP/GaAs DJSC
---------------------------
JscmAcm2=14.1974
Voc=2.42066
FF=91.5219
Eff=23.0396
TJ=InGaP
---------------------------
JscmAcm2=15.8448
Voc=2.42361
FF=91.1076
Eff=25.6278
TJ=GaAs
---------------------------
JscmAcm2=14.1974
Voc=2.42066
FF=91.5219
Eff=23.0396
TJ=AlGaAs
---------------------------
JscmAcm2=15.4834
Voc=2.42305
FF=91.2129
Eff=25.0664
TJ=---
---------------------------
JscmAcm2=19.2805
Voc=1.17547
FF=74.7739
Eff=12.4133
BSF=AlInGaP
---------------------------
JscmAcm2=20.77
Voc=2.43073
FF=86.5752
Eff=32.0165
