طراحي و شبيه سازي سلول خورشيدي بر پايه اثر ميدان طراحي و شبيه سازي سلول خورشيدي بر پايه اثر ميدان

فاقد عنوان لاتين

اساس كار سلولهاي خورشيدي، استفاده از يك ميدان الكتريكي ذاتي در داخل ساختار سلول است كه موجب به دام انداختن زوج الكترون- حفره ايجاد شده بواسطه تابش، مي شود. اين ميدان الكتريكي مورد نياز، عموما به واسطه يك پيوند p-n، p-i-n و يا شاتكي در داخل ساختار سلول و تنها در عرض ناحيه تخليه ايجاد مي شود. در اين مقاله، ساختار جديدي از سلولهاي خورشيدي براي اولين بار ارائه مي شود كه قابليت ايجاد ميدان الكتريكي در عرض بيشتري از ماده را فراهم مي كند. به بياني ديگر، ناحيه فعال سلول، تنها به عرض ناحيه تخليه محدود نشده و ميدان الكتريكي در سرتاسر ماده نيمه هادي گسترش مي يابد. در ساختار پيشنهادي كه بر پايه اثر ميدان الكتريكي كار مي كند، ولتاژي از طريق گيت و اكسيد، به سرتاسر نيمه هادي اعمال مي شود و ميدان الكتريكي قوي و قابل كنترلي در ماده نيمه هادي ايجاد مي كند. ساختار پيشنهادي در اين مقاله، توسط نرم افزار TCAD-SILVACO شبيه سازي شده و پارامترهاي مختلف آن از جمله جريان اتصال كوتاه (ISC)، ولتاژ مدار باز (VOC)، ضريب انباشت (FF) و بازدهي سلول مورد بررسي قرار گرفته است. در اين مقاله، همچنين اثرات ميزان آلاييدگي زير لايه سيليكوني، ضخامت اكسيد بكار رفته و نوع اكسيد بر مشخصات سلول خورشيدي مورد بررسي و ارزيابي قرار گرفته است.

Solar cells work on the principle of the separation of the electron-hole pair by an intrinsic electric field. This electric field can be provided by a p-n, p-i-n or Schottky junctions inside the structure of the cell, which is limited to the depletion region of the junction. In this paper, a new structure for the solar cell is proposed which can provide the electric field in the larger width of the semiconductor. In other word, the active area of the cell is not limited just to the width of the depletion region. The proposed structure is simulated by the TCAD-SILVACO software and the structural parameters like short-circuit current (ISC), open circuit voltage (VOC), Fill factor (FF) and the efficiency of the cell is presented. The effect of the doping density, oxide thickness and oxide type are also investigated and presented in this paper.