Abstract

Performances of solar cells with different window materials and structures have been analysed and compared. Four different materials with varied thickness have been used for comparison. An efficient thin textured window layer design with double layer anti reflection coating for III–V solar cell is then proposed. The optimum window is obtained with 18 nm InAlP material and further optimized with four sided textured surface coated with 125 nm double antireflective layer of Al2O3Al2O3–TiO2TiO2. Our design shows minimum reflection and absorption loss in the wavelength range of 200–650 nm and better transmission for rest of the higher wavelength when illuminated with AM1.5G spectrum. Performance variation with different doping concentration on this layer is also investigated. At about 1×10171×1017 cm−3cm−3 carrier concentration, EQE of the cell is found to be well above 95 %. The model has been validated with experimental data available from various recent literatures

 چکیده

عملکردهای سلول های خورشیدی با مواد و ساختارهای مختلف پنجره آنالیز و مقایسه شده است. چهار ماده مختلف با ضخامت مختلف برای مقایسه استفاده شده است. طراحی یک لایه پنجره نازک کارآمد با دو لایه پوشش ضد بازتابش برای سلول خورشیدی III-V ارائه شده است. پنجره بهینه با 18m InAIP به دست آمده است و بهینه سازی بیشتر با سطح چهار بخش شده ی پوشش داده شده با دولایه ضدبازتابش 125nm Al2O3-TiO2 انجام شده است. طراحی ما مینیمم بازتابش و تلفات جذب در رنج طول موج 200-650nm و انتقال بهتر برای باقی طول موج های بالاتر را در زمانی که با طیف AM1.5G تابیده می شود، نشان می دهد. تغییرات عملکرد با غلظت دوپینگ مختلف بر روی این لایه نیز مورد بررسی قرار گرفته است. در حدود غلظت حامل 1*1017cm-3، EQE سلول بالای 95 درصد می باشد. مدل با اطلاعات آزمایشگاهی موجود از مقالات اخیر تایید شده است.

1- مقدمه

سلول های خورشیدی تولید شده از رویه ی صنعتی دارای بازده از مرتبه 10 تا 15 درصد هستند. این موضوع به وضوح نشان می دهد که حدود 90 تا 85 درصد تلفات در سلول های خورشیدی رخ می دهد. اگر این تلفات مینیمم گردد، بازده را می توان بهبود بخشید. بنابراین، ضروری است تا تلفات مختلفی را که در سلول خورشیدی روی می دهد را مطالعه کرده و روش هایی را که می توان برای کاهش آن ها پیاده سازی کرد را بررسی کرد. برخی ذرات که تلفات را کاهش می دهند موادی بهتر برای انتخاب هستند، که رویه طراحی سلول یا تکنیک های مناسب را تغییر می دهند. لایه پنجره سلول خورشیدی، ناحیه ای است که نور شروع به ورود به کل سلول خورشیدی می کند و عملکرد آن را تحت تاثیر قرار می دهد. حتی، برخی راهکارهای اخیر به صورت تجربی نشان داده اند که گیرافتادن نور در آرایه های سیم های نانو (NW) در لایه پنجره می تواند به طور قابل توجهی طول مسیر نوری را در آرایه NW مبتنی بر سلول خورشیدی ارتقا دهد و در نتیجه عملکرد سلول افزایش یابد…