بهبود راندمان سلول خورشيدي مبتني برGaAs-AlGaAs با استفاده از لايه ضد انعكاس و مقايسه آن با محدوده شاكلي-كوييسر

Improving solar cell efficiency of GaAs-AlGaAs using anti-reflective layer and comparing it with Shockley-Koeyser range

با استفاده از محدوده شاكلي-كوييسر براي توان W/m2 1000 از نور خورشيد با استاندارد  AM1/5Gتنها 33.7% از اين انرژي براي سلول هاي خورشيدي تك پيونده قابل دريافت است، و بيش از 66% از آن در توليد جريان و ولتاژ الكتريكي نقشي ندارد. با اعمال اين محدوده ايدال روي سلول هاي خورشيدي تك پيونده مثل سلول خورشيدي مبتني بر GaAs با بند گپ1.424 الكترون ولت بازده 32.8% بدست مي آيد. ما در اين تحقيق با اضافه كردن يك لايه ضد انعكاس قصد داريم تلفات ناشي از بازتاب نور از سطح سلول خورشيدي را كه سهم به سزايي در افت بازده آنها را دارد مورد تحقيق قرار داديم. مواد مختلفي از جمله SiO2 و Al2O3 با ضخامت هاي مختلف براي دستيابي به بيشترين بازده مورد آزمايش قرار گرفت. بهترين نتايج توسط ماده SiO2 به مقدار 30% بازده و 31.1mA/cm2 جريان اتصال كوتاه و 1/1 ولت ولتاژ مدار باز و 81.1% ضريب پرشدگي براي سلول خورشيدي مبتني بر GaAS بدست آمد. با اضافه كردن لايه ضد انعكاس توانستيم  1%از تلفات را كم كنيم و به سلول خورشدي ايدآل نزديكتر شويم.

Using the Shockley-Koeyser range for 1000 W/m2 sunlight power with the AM1.5G standard, only 33.7% of this energy can be received for single-junction solar cells, and more than 66% of it in the generation of electric current and voltage. It has no role. By applying this ideal range to single junction solar cells, such as GaAs-based solar cell with a bandgap of 1.424 electron volts, an efficiency of 32.8% is obtained. In this research, by adding an anti-reflection layer, we intend to investigate the losses caused by light reflection from the surface of the solar cell, which has a significant contribution to their efficiency drop. Various materials including SiO2 and Al2O3 with different thicknesses were tested to achieve the highest efficiency. The best results were obtained by SiO2 material with 30% efficiency,mA/cm2 short circuit current, 1.1V open circuit voltage and 81.1% filling factor for GaAS based solar cell. By adding the anti-reflection layer, we were able to reduce 1% of the losses and get closer to the ideal solar cell.