طراحی و بهینه‌سازی سلول‌های خورشیدی ناهمگون دو‌رویه با لایه نازک ذاتی ریز‌بلوری

شبرنگ, الناز; شاه حسینی, علی

doi:10.30501/jamt.2637.70330

طراحی و بهینه‌سازی سلول‌های خورشیدی ناهمگون دو‌رویه با لایه نازک ذاتی ریز‌بلوری

نویسندگان

الناز شبرنگ

علی شاه حسینی

دانشگاه آزاد اسلامی، دانشکده مهندسی برق، پزشکی و مکاترونیک، قزوین، ایران.

10.30501/jamt.2637.70330

چکیده

در این مقاله، یک سلول ‌خورشیدی ناهمگون با دو لایه ذاتی ریز‌بلوری با استفاده از نرم‌افزار AFORS-HET طراحی و بهینه‌سازی شده است. ساختار شبیه‌سازی به صورت TCO/a-Si:H(n)/µc-Si:H(i)/c-Si(p)/µc-Si:H(i)/BSF/TCO/Ag می‌باشد. با ثابت فرض کرن ضخامت لایه امیتر و لایه میدان سطحی تحتانی (BSF) اثر پارامتر‌های مختلفی مانند: تغییر ضخامت لایه ذاتی تحتانی، ضخامت ویفر، نقص چگالی لایه واسط و با استفاده از سه نوع مختلف لایه میدان سطحی تحتانی و مقایسه خروجی‌های بدست آمده از این سه نوع ساختار با ساختاری که بدون لایه میدان سطحی تحتانی است، راندمان سلول‌خورشیدی مورد مطالعه قرار می‌گیرد و در بهترین حالت موجود مقدار بهینه به ازای سلول انتخاب می‌شود. شایان ذکر است با توجه به نتایج شبیه‌سازی، استفاده از لایه ذاتی ریز‌بلوری بین لایه‌های a-Si:H(n)/c-Si(p) و c-Si(p)/a-Si:H(p+) چگالی حالات و باز ترکیبی حامل‌ها را کاهش داده و سبب افزایش راندمان سلول‌خورشیدی سیلیکانی به مقدار عددی 28 % می‌شود.

کلیدواژه‌ها

سلول خورشیدی سیلیکانی

میدان سطحی تحتانی

لایه ذاتی

عنوان مقاله English

Simulation and Optimization of Bifacial Solar Cells with a Hetero-Junction MicroCrystalline Intrinsic thin layer

نویسندگان English

Elnaz Shabrang

Ali shahhoseini

Islamic Azad University, Department of Electrical, Biomedical and Mechatronics Engineering, Qazvin, Iran.

چکیده English

In this paper, the TCO/a-Si:H(n)/µc-Si:H(i)/c-Si(p)/µc-Si:H(i)/BSF/TCO/Ag Bifacial HIT (Heterojunction with intrinsic thin-layer) solar cells was analyzed and designed by AFORS-HET Software. We consider the emitter and BSF layers thickness is constant, then the influences of wafer and intrinsic layer thickness, Densities of interface defects (Dit), and using three different types BSF layer and compare the output from these three types of structure with structure without the BSF layer, Solar cell efficiency is studied And the best available mode for optimum cell is selected. It is noteworthy that according to the simulation results, use a layer of intrinsic microcrystalline layer of a-Si: H (n) / c-Si (p) and c-Si (p) / a-Si: H (p +) Density of states and combined carriers reduce, Increase the efficiency of silicon solar cells is the numerical value of 28%.

کلیدواژه‌ها English

Silicon solar cells

Back Surface Field (BSF)

Intrinsic Layers)

ف. اعتبار و ف. بهزادی.، سلول‌های خورشیدی، مقدمه‌ای بر خواص اساسی نیمه رساناها.، دانشگاه شیراز دانشکده علوم پایه گروه فیزیک.
Tucci, M et al., Comparison of amorphous/crystalline heterojunction solar cells based on n and p-type crystalline silicon., Thin Solid Films, 2004, 355, pp. 451–452.
Ying, Xu et al., Heterojunction solar cells with n-type nanocrystalline silicon emitters on p-type c-Si wafers., J Non-Cryst Solids, 2006,
Munoz, D et al., Bifacial heterojunction silicon solar cells by hot-wire CVD with open-circuit voltages exceeding 600 mV., Thin Solid Films,2006 511–512, 415–419.
Kleider, JP et al., Electronic and structural properties of the amorphous crystalline silicon interface., Thin Solid Films,2009, 517, 6386–91.
Zhao, L et al, Solar Energy Materials & Solar cells, 2008, 673-681.
Lisheng, W. and Fengxiang, C., Simulation of high efficiency bifacial solar cells on n-type substrate whit AFORS-HET., phy.sci.thec,.China, 2011.
Dao, V.A. et al., Simulation and study of the influence of the buffer intrinsic layer, back surface field, densities of interface defects, resistivity of p-type silicon substrate and transparent conductive oxide on heterojunction with intrinsic thin-layer (HIT) solar cell., Eng, 2010, 84, 777-783.
Dwivedi, N. et al., Simulation approach for optimization of device structure and thickness of HIT solar cells to achieve _27% , Elsevier, Sol Energy, 2013, 31–41.
Vishkasougheh, H.M. and Tunaboylu, B., Simulation of high efficiency silicon sol cells with a heterojunction with microcrystalline intrinsic thin layer., Energy Conv. & Manage., 2013, 72, pp.141–146.
Acevedo, M. et al., Modeling solar cells: a method for improving their efficiency., Eng.
Como, N.H. and Acevedo, A.M., Simulation of heterojunction solar cells with AMPS-1D., Energy, 2010, 62-67.
Stangle, R. et al., AFORS-HET, a numerical pc-program for simulation of heterojunction solar cell, version 1.1 (open-source on demand), to be distributed for public use, Germany.
Stangl, R. et al , AFORS-HET, version 2.2, a numerical computer program for simulation of heterojunction solar cell and measurement., Inst Berlin, Kekuléstr.5, D-12489
Iwaniczko, E. et al., Effective interfaces in silicon heterojunction solar cells., IEEE,
Sharma, M. et al., Optimization of band gap, thickness and carrier concentrations for the development of efficient microcrystalline silicon solar cells A theoretical approach., Sol Energy., 2013, 97, 176–185.
Coignus, J et al., Key issues for accurate simulation of a-Si:H/c-Si heterojunction solar cells., Silicon PV Freiburg,2011, 17-20, April.