|
Title
|
مدلسازي چگالي هاي حامل بار در سلول خورشيدي رنگدانه اي حالت جامد
|
|
Type
|
Thesis
|
|
Keywords
|
نانوساختار، سلول خورشيدي رنگدانه اي، سلول خورشيدي رنگدانه اي حالت جامد، جذب اپتيكي
|
|
Abstract
|
با كاهش سوخت هاي فسيلي به عنوان تامين كننده ي اصلي انرژي زمين و پيش بيني اتمام اين سوخت ها در صد سال آينده، انرژي هاي نو يا تجديدپذير جايگزين مناسبي براي سوخت هاي فسيلي هستند. سلول هاي خورشيدي با تبديل مستقيم انرژي خورشيد به الكتريسيته نمونه بارز انرژي هاي نو هستند. طراحي و توسعه ي روزافزون سلول هاي خورشيدي تنها محدود به كارهاي تجربي و آزمايشگاهي نبوده، بلكه مدلسازي هاي عددي نيز در اين امر دخيل بوده است. هدف از انجام اين پايان نامه طراحي و مدلسازي عددي سلول هاي خورشيدي رنگدانه اي بر پايه لايه ي نانوساختار نيمه رسانا با گاف نواري عريض (دي اكسيد تيتانيوم) و همچنين زينك اكسايد به عنوان لايه ي انتقال دهنده ي الكترون و رنگدانه مصنوعي N719 بر پايه ي روتينيوم به عنوان لايه جاذب و همچنين تركيبات آلي PEDOT:PSS و P3HT:PC61BM به عنوان ماده ي انتقال دهنده ي حفره است. در اين پژوهش از نرم افزار پيشرفته ي كامسول با بستر گسترده براي طراحي سلول خورشيدي رنگدانه اي استفاده و مشخصه هاي جريان-ولتاژ و همچنين جذب اپتيكي سلول محاسبه شده است كه با داده هاي تجربي مطابقت دارد. در اين شبيه سازي عددي، چند سلول با ساختار متفاوت طراحي شده است، كه بازده و مشخصات همه ي آن ها محاسبه شده است. در نهايت ساختار بهينه، سلولي با لايه هاي شيشه ي رساناي شفاف از جنس اكسيد قلع آلائيده شده با اينديم، دي اكسيد تيتانيوم به عنوان لايه ي رساناي الكترون، رنگدانه مصنوعي N719 به عنوان لايه ي جاذب و تركيب آلي PEDOT:PSS به عنوان لايه ي رساناي حفره و پلاتين به عنوان الكترود فلزي، تعيين شد. جريان اتصال كوتاه سلول بهينه 17.3 ميلي آمپر، ولتاژ مدار باز آن 1.87 ولت ، بازده سلول 29.2 درصد، و ميزان جذب بيشينه 0.83 وات بر متر محاسبه شد. همچنين در تعدادي از سلول ها، ضخامت لايه ي فعال تغيير داده شد و با افزايش و كاهش ضخامت و محاسبه ي مشخصه ي جريان-ولتاژ، ضخامت بهينه در سلول 500 نانومتر محاسبه شد.
|
|
Researchers
|
morteza sadeghi (Student) , Tahmineh Jalali (Primary advisor) , Shahriar Osfouri (Advisor)
|