بررسي اثرات نانوذرات آلومنيوم و لايه ضدبازتاب برروي بازده يك سلول فتوولتاييك آلي ناهمگن توده اي متوالي

Effects of Al Nano particles and anti-reflection layer coated (ARC) on efficiency of a Nano-scale heterojunction organic tandem photovoltaic

در اين مقاله به بررسي و شبيه سازي ساختار سلول فتوولتاييك آلي ناهمگن توده اي متوالي پرداخته ايم. همانطور كه مي دانيم يكي از عوامل مهم كاهش بازده سلول هاي خورشيدي ناشي از بازتابش بخشي از نور ورودي در سطح مشترك بين سلول و هوا مي باشد، لذا به كارگيري يك لايه پوششي ضد بازتابش (ARC) مناسب در ورودي نور به دورن سلول ضرروري است. در اين تحقيق ما ابتدا يك ساختار جديد فتوولتاييك آلي را پيشنهاد داده و سپس تاثير لايه ضدبازتاب و همچنين به كاربردن المان توري را مورد بررسي قرار داده تا يك ساختار بهينه با بازدهي بالايي در مقايسه با ساختارهاي فتوولتاييك عادي برسيم. نتايج نشان دادند كه بازده سلول از مقدار2 درصد در حالت بدون لايه بازتاب به مقدار 2/2 درصد (در صورت به كار گيري لايه بازتاب) خواهد رسيد. به منظور تله اندازي بيشتر نور ورودي و با در نظر گرفتن خواص پلاسمونيكي نانو ذرات فلزي، از المان هاي توري نانو ذرات آلومنيوم استفاده كرديم. مشاهده شد بازده سلولي در اين حالت به خاطر اثرات پلاسمونيكي پلاسمون هاي سطحي (SPP) كه منجر به جذب بيشتر نور در ساختار شده، افزايش پيدا مي كند.

In this paper, we have investigated and simulated a Nano-scale heterogeneous organic tandem photovoltaic structure. As we know, one of the most factors in reducing the cell efficiency of the photovoltaic structure is reflectance of sun light at the interface between the cell and air, hence, it is necessary to employ a suitable anti-reflection layer coated (ARC) in the entrance light of the solar cell, to significantly reduce such reflectance. In this paper, we proposed a novel design of photovoltaic structure and then analyze the effects of employing anti reflection layer and also grating elements to achieve an optimum structure with high efficiency compared to convention samples. Results shows that the cell efficiency from 2% (structure without any ARC layer) arise to 2.2% (structure with an optimum ARC layer). By using of grating elements composed of Nano particle of aluminum, it is observed that, the cell efficiency significantly increased due to plasmonic effects of Surface Plasmon Polaritons (SPP) which increased absorption in the structure.