شبيه‌سازي سلول‌ خورشيدي CIGS و بهينه‌سازي لايه‌‌ي ZnO:Al با نرم‌افزار‌هاي‌COMSOL و T-CAD براي افزايش راندمان

Simulation of CIGS solar cell and optimization of ZnO:Al layer to increase efficiency

با توجه به درك جهاني و نيازمندي‌ها در زمينه‌ي استفاده از منابع انرژي تجديد پذير و پاك, انرژي خورشيدي در كانون توجه بسياري از مراكز تحقيقاتي قرار گرفته است. امروزه كاهش قيمت ساخت در كنار راندمان ، از اهداف مهم صنعت سلول‌هاي خورشيدي مي‌باشد. يكي از راه‌هاي كاهش قيمت، بكارگيري تكنولوژي فيلم نازك در اين سلول‌ها مي‌باشد كه از اثر فتوولتايي استفاده مي‌كنند. در بين اين فيلم‌هاي نازك, Cu(In Ga)Se علاوه بر اين كه داراي قيمت پاييني است‌، بيشترين راندمان را نيز در بين فيلم هاي نازك دارا مي‌باشد. در اين مقاله به شبيه‌سازي سلول خورشيدي نانوساختار CIGS با استفاده از نرم‌افزارهاي Comsol و Sivaco-Tcad پرداخته شده و در ادامه براي افزايش راندمان، پهنا و ضخامت ZnO:Al بهينه سازي شده است. بيشترين راندمان با نرم‌افزار Comsol در بهينه‌سازي ضخامت، مقدار 19.1 و با نرم‌افزار T-CAD برابر با 19.702 در ضخامت 0.3 ميكرومتر براي اين لايه‌‌ي بدست آمد. در نهايت با بهينه‌سازي پهناي اين لايه در همين ضخامت بهينه شده مقدار راندمان در پهناي 3 ميلي‌متر تا 19.9 درصد افزايش يافت.

Due to the global understanding and the requirements on the use of renewable energy sources, solar energy has been lacoated in the focus of many research centers. The decline in the price of building next to the efficiency is the goal important of the solar cell industry. The application of thin film technology in these cells that used from photovoltaic effects is one way to reduce prices. Among these thin films, Cu‌(In Ga)‌Se has the highest efficiency and cost-effective among the thin films. In this paper the CIGS nanostructures solar cells is simulated by using Comsol and Sivaco-Tcad softwares and then to increase the efficiency, width and thickness of the ZnO: Al are optimized. The maximum efficiency is obtained 19.1% with Comsol in optimized thickness, and 19.702% with T-CAD software in 0.3 mm of thickness for this layer. Then, by optimizing the width of the layer in this optimized thickness, efficiency at 3‌mm width increase to 19.9%.