پاورپوینت مواد لایه نازک نانوساختار و کاربرد آنها در سلول‏های خورشیدی

بخشی از پاورپوینت

اسلاید 1 :

مواد لایه نازک نانوساختار و کاربرد آنها در سلول‏های خورشیدی

اسلاید 2 :

فیلمهای نازک خورشیدی از اواخر دهه ۱۹۷۰، همزمان با ظهور ماشین حسابهای خورشیدی که با لایه باریکی از سیلیکون امورف کار میکردند در بازار ظاهر شدند.

اسلاید 3 :

خصوصیاتی که در اثر نازک بودن سطح به وجود می آید

اسلاید 4 :

با پیشرفت علم لایه­نشانی شرایط برای طراحی لایه­هایی با دقت بیشتر فراهم شد و نسل دوم سلول­های خورشیدی متولد شد .
نسل دوم برپایه فناوری لایه نازک هستند که از چندین ماده مانند سیلیکون بی­نظم، کادمیوم ایندیوم سولفاید (CIS) یا لایه­های نازک سیلیکون بر روی اکسید نازک ایندیوم (ITO) ساخته می­شوند.

اسلاید 5 :

مزایای سلول های خورشیدی نسل دوم
ضخامت 35 تا 260 نانو متر

اسلاید 6 :

سلول‏های خورشیدی لایه نازک

اسلاید 7 :

مواد مورد استفاده
سیلیکون بی­نظم

کادمیوم تلوراید CdTe کادمیوم سولفاید CdS

مس ایندیوم گالیوم سلنایدCIGS مس ایندیوم سلناید CIS

اسلاید 8 :

در فناوری لایه نازک، سیلیکون بی­نظم در مقایسه با دیگر اعضای این خانواده مانند CIS/CIGS و CdS/CdTe بسیار محبوب­تر است و آن هم به­دلیل بازده است.
سیلیکون بی­نظم در مقایسه با نمونه­های بلورین، ضریب جذبی تا 40 برابر بیشتر دارد.
مزیت انرژی شکاف باند eV1.7
سیلیکون بی­نظم

اسلاید 9 :

کادمیوم تلوراید
ساختار کادمیوم تلوراید CdTeساختار منحصر به فردی در میان ترکیبات هم گروه خود مانند ZnS CdSe HgTe می باشد

اسلاید 11 :

مقایسه از لحاظ بعد تجاری

اسلاید 12 :

ساختار فرمولی یک P3HT
سلول خورشیدی هیبریدی سیلیکون-پلیمر
مزیت این ساختار این است که علاوه­بر ناحیه واسط آلی/غیر آلی بودن، که بعنوان جداکننده زوج الکترون-حفره عمل می­کند، یک مسیر مستقیم جریان برای جمع­آوری بار فراهم می­سازد.
سلول خورشیدی هیبریدی سیلیکون-پلیمر

اسلاید 13 :

الف) ساختار داخلی سلول خورشیدی قرص سیلیکون نوع n / پلیمر
ب) دیاگرام باند انرژی مواد به کار رفته
تصویر SEM از نانوسیم­های سیلیکونی به همراه نانوذرات نقره ب) بازده کوانتومی سلول با نانوذرات نقره
در این سلول از نانو ذرات نقره که بر روی میله­های پلیمر قرار می­گیرند، برای افزایش پخش بار، جذب و بازده کوانتومی استفاده می­شود.

اسلاید 14 :

تصویر SEM از سلول خورشیدی سیلیکون نامنظم با نانو ساختارهای هرمی
تصویر برش مقطعی SEM از سلول خورشیدی سیلیکون نامنظم هم­محور ستونی
بهبود ضریب جذب
سیلیکون نامنظم الگو داده­شده در سه بعد

اسلاید 15 :

منحنی جریان نوری سلول لایه نازک برای دو ساختار مسطح و الگو دهی شده (پنیر سوئیسی) لایه ZnO
تصویر SEM از نانو ساختار پنیر سوئیسی
ساختار طرح نانو حفره که با زدایش خشک بر روی ZnO لایه اتصال جلویی قرار می­گیرد، الگویی معروف به پنیر سوئیسی خلق کرده است که موجب ارتقاء جذب نوری سلول­های خورشیدی سیلیکون نامنظم لایه نازک می­شود
پنیر سوئیسی

اسلاید 16 :

کاهش هزینه با حذف لایه ضد بازتاب مرسوم
افزایش بازدهی سلول با بهبود بخشیدن جذب
جمع آوری انرژی توسط سلول های خورشیدی با هزینه ی کمتر
بازترکیب حامل ها
مزایا :
معایب :
بازده 18.1%

اسلاید 17 :

افزایش ضریب جذب در طول موج های مشخص
کاهش ضخامت لایه جاذب در سلول‏های لایه نازک
طرح اول: نور توسط نانوذرات فلزی به دام می افتد و با پخش با زوایای مختلف عمق مؤثر را افزایش می دهد.
طرح دوم: نانوذرات فلزی درون نیمه هادی قرار می گیرد. میدان نزدیک ذره برانگیخته شده تولید زوج الکترون-حفره می کند.

اسلاید 18 :

ساختاری ساده از سلول خورشیدی سیلیکونی لایه نازک به همراه نانوذرات نقره بر روی سطح سلول
استفاده از نانو بلورهای نقره بر روی سطح سلول­های خورشیدی
بهبود 7 برابری در ضریب جذب نوری در طول موج 1.2 میکرومتر برای سلول­های سیلیکونی مبتنی بر قرص را نتیجه می­دهد. بعلاوه پیشرفت 16 برابری در طول موج­ 1050 نانومتری برای سلول خورشیدی سیلیکونی لایه نازک با ضخامت 1.25 میکرومتر گزارش شده است

اسلاید 19 :

شکل و اندازه نانوذرات پلاسمایی
برای ذراتی با قطرهای بسیار کوچک­تر از طول موج نور (d < λ)­، جذب و انتشار نور را می­تواند به­وسیله روابط لحظه نقطه دوقطبی، توصیف کرد

اسلاید 20 :

تولید چند اکسیتونی (MEG) زمانی به وقوع می­پیوندد که فوتون منفردی در سلول خورشیدی بیشتر از یک زوج الکترون-حفره را برانگیخته کند
E > 2Eg
تولید چند اکسیتونی