شبيه‌سازي عددي رشد ترك در لايه شيشه‌اي سلول خورشيدي گاليوم-آرسنايد

سلول‌هاي خورشيدي فضايي معمولا از جنس گاليومآرسنايد ساخته شده و كاربرد بسيار زيادي دارند. آرايه‌هاي فوتوولتاييك، الكتريسيته پايدار و تجديدپذيري را توليد مي‌كنند كه عمدتاً در موارد عدم وجود شبكه انتقال و توزيع الكتريكي كاربرد دارند. مشابه يك كامپوزيت لايه‌اي، سلول‌هاي خورشيدي از لايه‌هاي مختلفي مانند لايه شيشه‌اي، لايه شفاف، لايه سيليكون منفي و لايه سيليكون مثبت تشكيل مي‌گردند. لايه شيشه‌اي يكي از مهم‌ترين لايه‌هاي تشكيل دهنده سلول خورشيدي بوده كه در معرض مستقيم تابش انرژي خورشيد قرار گرفته و در طي يك شبانه‌روز تغييرات دمايي زيادي را تجربه مي‌كند. به‌دليل متفاوت بودن ضرايب انبساط حرارتي لايه‌هاي مختلف، به‌وجود آمدن ترك در لايه شيشه‌اي امري محتمل است. وجود يك يا چند ترك اوليه ميكروسكوپي در اين لايه و گراديان شديد دماي محيط منجر به رشد ترك و در نتيجه شكست يا تخريب لايه شيشه‌اي و هم‌چنين عملكرد نادرست سلول خورشيدي خواهد گرديد. در اين تحقيق رشد ترك در لايه شيشه‌اي سلول خورشيدي به روش اجزاي محدود توسعه‌يافته شبيه‌سازي شده و تاثير طول، مكان و زاويه ترك اوليه و هم‌چنين ضخامت و ابعاد لايه بررسي مي‌گردد. نتايج شبيه‌سازي‌هاي عددي آشكار مي‌كند كه از بين پارامترهاي فوق، ابعاد لايه شيشه‌اي محافظ بيشترين تاثير را در رشد ترك دارد.