346پ

Investigating the effect of surface plasmonʹs excitation in light trapping with metallic nanostructures in solar cells.

كارشناسي ارشد

فيزيك ( اتمي مولكولي)

دانشگاه پيام نور شيراز

1394

1394/5/25

عالي

119ص.

قرائتي جهرمي ، عبدالرسول

هاشمي ، مهديه

99-101

Solar¬¬ cell, Silicon, Enhanced absorption, Finite Difference Time Domain, Plasmonic

فرايند جذب نور در سلول¬هاي خورشيدي يكي از عوامل مؤثر در بهبود عملكرد سلول¬هاي خورشيدي است. سلول¬هاي خورشيدي لايه¬ي ¬نازك سيليكوني در ناحيه¬ي مرئي، جذب پاييني دارد. با استفاده از آرايه¬اي از نانو ساختارهاي فلزي روي نيمه¬رساناهايي مانند سيليكون يا ژرمانيوم، ميزان جذب نور را، به مقدار قابل توجهي در اين لايه¬ها بالا برده مي¬شود. نانو ساختارهاي فلزي به جهت قابليت آنها در تحريك پلاسمون¬ها (نوسانات جمعي الكترون¬هاي آزاد) مورد توجه قرار گرفته¬اند. پلاسمون¬ها، اموج الكترومغناطيسي سطحي هستند كه ميدان آن¬ها به شدت به سطح محدود است و به همين دليل شدت ميدان روي مرز زياد مي¬باشد در نتيجه با برانگيزش پلاسمون¬هاي سطحي، ميدان در مجاورت سيليكون به شدت تقويت شده و بدين ترتيب جذب نور در لايه سيليكون افزايش قابل توجهي پيدا مي¬كند. در اين پايان نامه شبيه¬سازي انتشار امواج الكترو¬مغناطيسي و ساختار طراحي شده در دو بعد با مبناي روش تفاضل محدود در حوزه زمان، انجام شده است. با قرار دادن نانو ساختارهاي مثلثي بر روي لايه نيمه¬هادي و تاباندن نور، با قطبش TM به ساختار، ضريب جذب افزايش مي¬يابد. براي انتخاب بهترين ساختار، نانوساختار فلزي را در ابعاد فضايي، اشكال هندسي و جنس¬هاي متفاوت، بر روي لايه نازكي از نيمه¬رسانا قرار مي¬دهيم و ميزان جذب آنها را مقايسه كرده و ساختار بهينه را معرفي مي¬كنيم. در اين شبيه¬سازي¬ها ساختارهايي به دست آورديم كه ميزان جذب سيليكون بدون آرايه فلزي را ازحدود 18% به حدود 98% و براي ژرمانيوم تا 96% افزايش ميدهد.

1395/3/8

32519