تحسين البنية التركيبية لكفاءة عالية للخلايا الشمسية CIGS
Structure optimization for a high efficiency CIGS solar cell
H. Song K. Nagaich, E. S. Aydil, R. Feise, R. Halel, and S. A. Campbell
الخلاصة
يستخدم هذا البحث العلمي محاكاة عددية لدراسة تأثير تركيز Ga على أداء الخلية الشمسية Culn1-xGaxSe2 (CIGS)، كذلك تأثير عيوب antisite من نوع المستقبل Cu الذي يعتمد تركيزه على تركيب Ga. هذه العيوب تشكل مصايد عميقة في مواد CIGS. التركيز والتوزيع المكاني لهذه المصايد تؤثر على اداء الخلية الشمسية. نموذج لكثافة المصايد استخدم في هذا البحث معتمدا على تقارير التجارب العملية المنشورة في المجلات العلمية. تركيز المصايد هو 4.3´1015 cm-3 لـ CIS (x=0) وتتناقص إلى 1.2×1014 cm-3 عندما يصل الجزء المولي x من Ga لقيمة 0.24. يزداد تركيز المصايد بدالة أسية عندما تزيد قيمة x عن 0.30. بتطبيق هذا النموذج على الخلايا الشمسية ذات طبقة ماصة منتظمة التركيب تتوقع ان كفاءة التحويل تصل لقيمة عظمى 14.6% ، عندما تكون x=0.24 وتتناقص مع زيادة محتوى Ga اكبر من x=0.30، وهذا متفق بشكل جيد مع النتائج العملية. عندما استخدم هذا النموذج لمحاكاة الخلية الشمسية حيث تركيب Ga متدرج الطبقة الماصة يؤدي إلى تحسين الكفاءة لأنه يقلل معدل إعادة الاتحاد. ولكن تراكيب يكون فيها x اعلى من 0.45 يؤدي إلى انخفاض في الأداء بسبب زيادة كثافة المصايدة ونقصان فترة العمر. تم دراسة كلا التدرجين من الفاصل CdS/CIGS (التدرج الأمامي)، والتدرج العكسي حيث يتزايد تركيز Ga من الوصلة إلى داخل فيلم CIGS. في التدرج الأمامي تم التوصل للكفاءة العظمى عندما كان تركيز Ga متدرج بحيث تتناقص x من 0.35 عند السطح وحتى 0.24 عند 0.4mm داخل فيلم CIGS. في التدرج العكسي تم التوصل للكفاءة العظمى عندما تزايدت x من 0.45 عند السطح إلى 0.5 عند 0.4mm في داخل فيلم CIGS.
الملف الاصلي
16Structure optimization for a high efficiency
ملف الترجمة
