ارزيابي عملكرد كامپوزيت گرافن و نانوميله¬هاي اكسيد روي در افزايش راندمان سلول¬هاي خورشيدي مبتني بر اتصال ناهمگون ZnO/Si

كارشناسي ارشد

افزايش جذب نور در سلول¬هاي خورشيدي از اهميت بسزايي برخوردار است كه منجر به افزايش پارامترهايي نظير بازدهي، فاكتور سيرشدگي و ولتاژ مدار باز سلول شده است. به همين منظور، از نانوموادي با مورفولوژي خاص جهت ايجاد لايه ضد¬بازتاب براي كاهش بازتاب از سطح و افزايش جذب نور استفاده شد. در پژوهش حاضر، به منظور ساخت سلول خورشيدي ناهمگون از لايه نازك اكسيد روي لايه¬نشاني شده با دستگاه كندوپاش مغناطيسي بر روي بستر سيليكون نوع p جهت لايه ضد¬بازتاب و ايفاي نقش نيم¬رساناي نوع n براي ايجاد پيوند ناهمگون در سلول خورشيدي استفاده شد. سپس، شرايط و پارامترهاي فرآيند شامل غلظت مولي پيش¬ماده، دما و زمان با استفاده از روش ساده و مقرون به صرفه حمام شيميايي بهينه شدند. به طوري كه، با استفاده از پيش¬ماده¬هاي روي نيترات شش آبه و هگزامتيلن تترا آمين، پودر بهينه نانوميله¬هاي اكسيد روي در دماي˚C85 و زمان 1 ساعت به دست آمد. از ويژگي¬هاي بارز اين نانوميله¬ها مي¬توان به رشد در جهت¬گيري¬هاي متفاوت به منظور افزايش به دام انداختن فوتون¬هاي فرودي اشاره كرد. همزمان با افزودن اكسيد گرافن به عنوان فاز تقويت¬كننده كامپوزيت به محلول پيش¬ماده روي نيترات شش آبه و تبديل شدن آن به اكسيد گرافن كاهش يافته مطابق با آزمون رامان و تحت فرآيند حمام شيميايي، جذب نور و جلوگيري از بازتركيب الكترون- حفره افزايش يافت. ساختار نمونه¬ها و اندازه دانه¬ها توسط مشخصه¬يابي ميكروسكوپ الكتروني روبشي _ عبوري بررسي شد و رشد بلورينگي نمونه كامپوزيتي به وضوح توسط آناليز پراش اشعه ايكس مشاهده شد. همچنين، به منظور بررسي خواص اپتيكي، طيف بازتاب با نور مرئي و طيف فوتولومينسانس لايه¬هاي ايجاد شده مورد مطالعه قرار گرفت كه به ترتيب نشان از كاهش بازتاب و افزايش جذب نور در نمونه كامپوزيتي داشت. سپس رفتارالكتريكي سه سلول خورشيدي مختلف با توجه به نمودار جريان – ولتاژ و توان – ولتاژ مورد بحث قرار گرفت. در پايان نتايج نشان داد كه سلول خورشيدي مبتني بر نانوكامپوزيت اكسيد گرافن كاهش يافته و نانوميله¬هاي اكسيد روي كه با روش چكاندن قطره بر سطح ZnO/Siلايه نشاني شد؛ داراي بازدهي(%12/14) و فاكتور سيرشدگي(551/0) به نسبت بالاتر در مقايسه با دو سلول ديگر است.

212001

دانشگاه علم و صنعت ايران

نيما نادري

فيزيك-ماده چگال

محمدرضا زماني