دانشگاه شیراز

دانشکده‌ی علوم

 پایان‌نامه‌ی کارشناسی ارشد در رشته‌ی

 فیزیک- اپتیک و لیزر

بررسی سطح مقطع پراکندگی و جذب سلول­های خورشیدی با استفاده از نانوذرات نقره

 استاد راهنما:

دکتر حمید نادگران

برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده پایان نامه درج نمی شود

(در فایل دانلودی نام نویسنده موجود است)

تکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه :

(ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)

چکیده

افزایش بازدهی سلول­های خورشیدی یکی از موضوعاتی است که در سال­های اخیر مورد توجه محققان بوده است. سلول­های خورشیدی پلاسمونی که در سال­های اخیر مطرح شده­اند، نسل جدیدی هستند که می­توانند جایگزین سلول­های بازده پایین صنعتی امروزی شوند. در این پایان­نامه با استفاده تئوری مای تاًثیر نانو ذرات نقره در افزایش جذب سلول­های خورشیدی بررسی شد. مکان قله­های جذب و پراکندگی با تغییر اندازه نانوذرات جابجا می­شود پس می­توان با انتخاب مناسب اندازه نانوذره، پراکندگی را در طول موج­های مورد نظر بالا برد تا نور چندین رفت و برگشت در داخل سلول انجام داده و بیشتر جذب شود. برای محیط­های بررسی شده در این کار با افزایش اندازه نانو ذره، قله­های جذب و پراکندگی به سمت طول­موج­های بزرگتر حرکت کرده و همزمان پهن­تر شده و قله­های جدیدی ظاهر می­شوندکه ناشی از تحریک مدهای بالاتر پلاسمونی می­باشد.

 کلمات کلیدی:  پراکندگی، سلول خورشیدی، پلاسمون، نانو ذرات نقره

 فهرست مطالب

 عنوان                                                                                                    صفحه

 فصل اول: مقدمه

1-1- کلیات………………………………………………………………………………………………. 2

1-2- سیر تحول سلول­های خورشیدی فیلم-نازک………………………………………………….. 3

1-3- پلاسمون…………………………………………………………………………………………… 4

1-4- تاریخچه استفاده از نانوذرات در سلول خورشیدی…………………………………… 7

1-4-1 انواع ساختارهای سلول­های خورشیدی پلاسمونی………………………………….. 7

فصل دوم: سلول­های خورشیدی استاندارد

2-1- مقدمه………………………………………………………………………………………………………… 11

2-2- چگالی حامل­ها……………………………………………………………………………………………. 12

2-3- تولید و بازترکیب………………………………………………………………………………… 15

2-4- پیوند p-n ………………………………………………………………………………………………… 19

2-5- پیوند p-n تحت تابش……………………………………………………………………………. 21

2-6- منحنی مشخصه جریان-ولتاژ برای سلول خورشیدی…………………………… 26

فصل سوم: سازوکارهای افزایش جذب نور در سلول­های خورشیدی

3-1- مقدمه…………………………………………………………………………………………. 30

3-2- سلول خورشیدی سیلیکونی با سطح نامنظم……………………………………………………… 31

3-2-1 سطوح نامنظم شده سیلیکون تک کریستالی…………………………………………………………… 31

3-2-2  سطوح نامنظم شده  برای سیلیکون چندکریستالی……………………………………………….. 34

3-3- اصول و طراحی پوشش ضد بازتاب………………………………………………………………… 37

3-3-1  نظریه اولیه پوشش ضد بازتاب………………………………………………………………………………….. 37

3-3-2  بهینه سازی پوشش های ضد بازتاب……………………………………………………………………….. 39

 عنوان                                                                                                      صفحه

 3-3-3  نتایج بهینه سازی………………………………………………………………………………………. 42

3-4- پلاسمون های سطحی………………………………………………………………………………………. 44

3-4-1 جذب و پرکندگی از نانو ذرات کروی………………………………………………………………………… 47

فصل چهارم: تاثیر نانوذرات نقره در جذب و پراکندگی نور توسط سلول خورشیدی

4-1- مقدمه…………………………………………………………………………………………………………….. 50

4-2- سیلیکون……………………………………………………………………………………………………… 51

4-2-1 سیلیکون کریستالی……………………………………………………………………….. 52

4-2-1-1 بازدهی جذب و پراکندگی نانوذرات نقره در سیلیکون کریستالی…………………. 53

4-2-2 سیلیکون آمورفی………………………………………………………………………………… 55

4-2-2-1 بازدهی جذب و پراکندگی نانوذرات نقره در سیلیکون آمورفی…………………….. 55

4-2-3 سیلیکون  چندکریستالی…………………………………………………………………… 57

4-2-3-1 بازدهی جذب و پراکندگی نانوذرات نقره در سیلیکون چند کریستالی………… 57

4-3- کادمیوم تلوراید……………………………………………………………………………………… 59

4-3-1 بازدهی جذب و پراکندگی نانوذرات نقره در کادمیوم تلوراید:…………………………………. 60

4-4- گالیوم آرسناید و آلومینیوم گالیوم آرسناید…………………………………………………… 62

4-4-1 ساختار نوارها و چگالی موثر حالت­ها…………………………………………………….. 63

4-4-2 ضرایب جذب و بازتاب………………………………………………………………………. 64

4-4-3 بازدهی جذب و پراکندگی نانوذرات نقره در گالیوم آرسناید…………………………………… 66

4-4-4 بازدهی جذب و پراکندگی نانوذرات نقره در آلومینیوم گالیوم آرسناید         68

4-4-5 بازدهی جذب و پراکندگی نانوذرات نقره در آلومینیوم گالیوم آرسناید         69

4-5- بازدهی جذب و پراکندگی نانوذرات نقره در گالیوم فسفات………………………………. 71

4-6- ایندیوم فسفات…………………………………………………………………………….. 73

4-7- نانوذرات آلاییده شده در ………………………………………………………………………………………. 73

4-8- بخش موهومی ضریب شکست معادل نانوذره در محیط­های مختلف………………… 74

فصل پنجم: نتیجه گیری و پیشنهادات…………………………………………………………….. 77

مراجع……………………………………………………………………………………..

برای دانلود متن کامل پایان نامه اینجا کلیک کنید.