ارزيابي عملكرد پوشش هاي سراميكي TVO4:Eu3+ به منظور بهبود راندمان سلول هاي خورشيدي پايه سيليكوني

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مهندسي مواد

كارشناسي ارشد

چكيده امروزه، استفاده از مواد تبديل¬كننده كاهشي به عنوان ايده¬اي براي بهبود عملكرد سلول¬هاي خورشيدي سيليكوني از نظر بازده تبديل توان و پايداري مطرح شده است. بر همين اساس، هدف از پژوهش حاضر، بررسي اثر لايه¬نشاني پوشش تبديل كننده كاهشي وانادات ايتريم آلائيده شده با يوروپيم (YVO4:Eu3+) به روش لايه¬نشاني چرخشي به عنوان روشي ساده و كارآمد، بر عملكرد سلول خورشيدي سيليكوني بود. بدين منظور، از دو پيش¬ماده حاصل از پودر سنتز شده به روش سنتز احتراقي و روش هيدروترمال براي ايجاد محلول پيش¬ماده فرايند لايه¬نشاني استفاده شد. ابتدا دو محلول غليظ و رقيق حاصل از پودر YVO4:Eu3+ سنتز احتراقي روي سلول لايه¬نشاني شد. منحني¬هاي چگالي جريان- ولتاژ سلول¬ها اندازه¬گيري و مشخصه¬هاي فتوولتائيك سلول-ها تعيين گرديد. نتايج نشان داد كه با وجود بهبود بازده تبديل توان سلول خورشيدي (از 97/8% در سلول بدون پوشش به 37/9% در سلول با پوشش رقيق)، كه ناشي از اثر تبديلي پوشش در تبديل طول موج¬هاي پايين به طول موج مرئي بود، پوشش به دليل عدم شفافيت، بر پرتوهاي مرئي ورودي اثر منفي داشته است. در ادامه و با هدف ايجاد يك پوشش شفاف، پيش¬ماده YVO4:Eu3+ حاصل از فرايند هيدروترمال با سه غلظت مختلف به روش لايه¬نشاني چرخشي روي سطح سلول لايه نشاني شد. طيف¬سنجي تبديل فوريه مادون قرمز (FT-IR) و آزمون جذب در ناحيه فرابنفش- مرئي به منظور مشخصه¬يابي سلول¬ها انجام گرفت. منحني¬هاي چگالي جريان- ولتاژ نشان داد كه پوشش ايجاد شده با غلظت متوسط (رقيق شده با 2 ميلي¬ليتر آب) بهترين عملكرد را در بهبود عملكرد سلول¬هاي خورشيدي ايفا كرده است به گونه¬اي كه بازده تبديل توان سلول خورشيدي در حضور فيلم YVO4:Eu3+ با غلظت متوسط (سلول قهرمان)، به ميزان حدوداً 6/5% افزايش يافته است (از 97/8% به 47/9%). مي¬توان گفت هنگام لايه¬نشاني با غلظت بهينه، پوشش وظيفه ضدانعكاسي و همچنين وظيفه تبديل¬كننده كاهشي خود را به خوبي انجام داده است. با توجه به نتايج، مي¬توان نتيجه گرفت كه روش هيدروترمال به واسطه ويژگي¬هاي برتر در مقايسه با روش سنتز احتراقي نظير دماي عملياتي پايين، روش مؤثرتري براي توليد پيش¬ماده YVO4:Eu3+ مناسب براي لايه¬نشاني يك پوشش شفاف روي سطح سلول خورشيدي سيليكوني است. به طور خلاصه، مي¬توان بيان كرد كه لايه¬نشاني ماده YVO4:Eu3+ به عنوان يك ماده تبديل كننده كاهشي با روش آسان و كم هزينه لايه¬نشاني چرخشي مي¬تواند گزينه¬اي اميدواركننده براي بهبود عملكرد سلول¬هاي خورشيدي سيليكوني باشد.

236991

شناسايي و انتخاب مواد

فني مهندسي گلپايگان

دانشگاه صنعتي اصفهان

احمد كرمانپور

مهدي رفيعايي