وبسایت مهندسی الکترونیک و کامپیوتر

استفاده از نانو لوله های کربنی (CNT) در سلول های خورشیدی به عنوان یکی از امیدوارکننده ترین زمینه های تحقیق برای بهبود کارایی آن به شمار می رود. اخیراً نشان داده شده که شبکه های ناهمگن CNT ها می توانند به عنوان یک رسانای نیمه شفاف عمل کنند. این خاصیت منحصر به فرد برای استفاده در سلول های خورشیدی منجر به بهبود بازدهی سلول می شود. استفاده از CNT در لایه بالا می تواند به طور فابل توجهی ناحیه تماس فلز کانتکت ها را به سطح سلول کاهش دهد و همچنین این مواد دارای هدایت بیشتری نسبت به سایر مواد نیمه هادی هستند. CNT ها دارای خواص ساختاری و الکتریکی فابل توجهی هستند که می توانند در بسیاری از برنامه ها مورد استفاده قرار گیرند. 

در این پژوهش از یک دیود تونلی In0.49Ga0.51P–Al0.7Ga0.3 استفاده شده و با کمک یک رویکرد بهینه سازی لایه BSF، یک سلول خورشیدی دو پیوند InGaP/GaAs توسعه یافته است. نتایج نشان می دهند که دیود تونلی In0.49Ga0.51P–Al0.7Ga0.3 انتقال الکترونها و حفره های بیشتری را نشان می دهد و منجر به بازترکیب کمتری بین سلول های بالا و پایین شده و راندمان سلول خورشیدی دو پیوند را افزایش می دهد. برای دستیابی به ولتاژ مدار باز (VOC) بالاتر، از نیمه هادی GaAs برای تطبیق با Al0.52In0.48P با شکاف باند 2.4eV استفاده شده است. این ماده در سلول پایینی به کار گرفته شده و عملکرد هتروجانکشن Al0.52In0.48P–GaAs منجر به افزایش نرخ تولید نوری افزاره در این ناحیه شده است. 

در این پست، شبیه سازی یک مقاله بسیار معتبر با عنوان IMPACT OF TUNNEL HETEROJUNCTION (InGaP/GaA) DOPING CONCENTRTION ON THE PERFORMANCE OF InGaP/GaAs TONDEM SOLAR CELL USING SILVACO-ATLAS SOFTWARE که اخیراً در سال 2019 به چاپ رسیده ارائه شده است. 

در این پژوهش تأثیر دوپینگ ناحیه تونلی ناهمگن در سلولهای خورشیدی تاندم بررسی شده است. پیوند تونلی (InGaP/GaAs) برای سلولهای خورشیدی چند پیوند (InGaP/GaAs) جهت تعیین عملکرد الکتریکی آنها به عنوان تابعی از غلظت دوپینگ تونل مورد مطالعه قرار گرفته است. در این مقاله، طراحی سلول خورشیدی InGaP/GaAs با استفاده از پیوند تونلی ناهمگونی با غلظت آلایش p--InGaP متفاوت گزارش شده و این میزان غلظت در محدوده e19-e20 می باشد. نتایج این تحقیق نشان داده که غلظت آلایش n-InGaP بر راندمان تبدیل، تراکم جریان اتصال کوتاه و ولتاژ مدار باز تأثیر دارد.

طی بررسی‌های انجام شده، تا سه دهه آینده به 10 تا 30 تراوات انرژی پاک در سال نیازمندیم. در حال حاضر، مصرف انرژی در جهان تقریباً 12 تا 13 ترا وات در سال است. انرژی خورشیدی که در مدت یک ساعت به سطح زمین می‌رسد می‌تواند تقاضای انرژی جهان را به مدت یک سال تأمین کند. با رشد جمعیت، تقاضای انرژی در حال افزایش است و منابع سوخت‌های فسیلی کاهش یافته‌اند که این انگیزه بسیار مناسبی برای تحقق و توسعه انرژی‌های تجدید پذیر خواهد بود. با وجودیکه سهم انرژیهای تجدید پذیر در برابر انرژی‌های فعلی بسیار ناچیز است اما پیش‌بینی می‌شود که این فناوری نوظهور بطور قابل توجهی انرژی آینده جهان را تولید کند. برای تولید بخش بزرگی از انرژی مورد نیاز جهان، سلول‌های خورشیدی نیاز به بهبود بیشتری دارند تا بتوانند جایگزین مناسبی برای انرژی‌های فسیلی و هسته‌ای شوند. 

در این فایل، شبیه سازی یک مقاله بسیار معتبر با عنوان Improving the performance of a multi-junction solar cell by optimizing BSF, base and emitter layers ارائه شده است. یک فایل راهنمای جامع در قالب ورد و پی دی اف  نیز جهت آموزش کدها ارائه شده است. در کنار این فایل ها، دو فایل آموزشی ویدیویی با کیفیت بالا از نحوه اجرای کدها تهیه شده که به یادگیری نحوه اجرا و جواب گرفتن از نمودار های مختلف کمک می کند.

به تازگی انرژیهای تجدیدپذیر به دلیل مزیتهای غالب خود در مقایسه با انرژیهای فسیلی، توجه زیادی را به خود جلب کرده‌اند. مصرف برق جهان بین 12 تا 13 ترا وات در سال است و با رشد جمعیت افزایش می‌یابد. منابع اصلی برای مصرف انرژی سوختهای فسیلی هستند که با توجه به انتشار بیش از حد گازهای گلخانه ای، استفاده از آنها به زیان محیط زیست می‌باشد. یک جایگزین مناسب برای مصرف سوختهای فسیلی استفاده از فتوولتاییک (PV) یا سلولهای خورشیدی است. انـرژی خورشیـدی که در یک سـاعت به اتمسفـر می‌رسد برای تأمیـن تقاضای انرژی یک سال جهان کافی است. بزرگترین عامل بازدارنده برای استفاده از سلولهای خورشیدی قیمت اولیه آن است. اما در دراز مدت پول سرمایه‌گذاری شده می‌تواند به دلیل دوام سلولهای خورشیدی بازگردد.