بررسي اثر نقاط كوانتومي CdSe/ZnS هسته/پوسته بر روي مشخصه هاي يك سلول خورشيدي سيليكوني

Investigation effect of CdSe/ZnS core/shell quantum dots on the characteristics of a silicon solar cell

سلول هاي خورشيدي سيليكوني به صورت عمده نور مرئي را جذب مي كنند، اين در حالي است كه خورشيد نور فرابنفش، مرئي و مادون قرمز را گسيل مي كند. يكي از روش هاي افزايش بازده تبديل توان سلول هاي خورشيدي سيليكوني استفاده از نقاط كوانتومي است. نقاط كوانتومي كاربردهاي فراواني در سلول هاي خورشيدي، آشكارسازها، حسگرها و ادوات ديگر دارد. نقاط كوانتومي CdSe/ZnS هسته/ پوسته فوتونهاي پر انرژي را جذب و آنها را تبديل به فوتونهاي كم انرئري مي كنند، به عبارتي نور فرابنفش را جذب و نور مرئي را گسيل مي كنند. بنابراين، استفاده از نقاط كوانتومي CdSe/ZnS هسته/ پوسته باعث جذب گستره ي طول موجي بيشتري از نور فرابنفش مي شود. در اين مقاله توان جذب شده ي كل، بازتاب سطحي، نرخ توليد و نمودار چگالي جريان ولتاژ براي يك سلول خورشيدي سيليكوني حماس شده با نقاط كوانتومي با استفاده از روش تفاضل محدود حوزه زمان (FDTD) مورد بررسي قرار گرفت. نتايج بدست آمده نشان داد كه به كار بردن نقاط كوانتومي CdSe / ZnS توان جذب شدهي كل را در گستره ي طول موجي فرابنفش افزايش مي دهد و باعث افزايش نرخ توليد جفت الكترون حفره و همچنين باعث افزايش 63 / 31 در بازده تبديل توان سلول خورشيدي سيليكوني مي شود.

Silicon solar cells mainly absorb visible light, while sun emits ultraviolet, visible and infrared light. One way to increasing the power conversion efficiency of the silicon solar cells is to implementing the quantum dots (QDs). The QDs have various applications in solar cells, detectors, sensors and other devices. CdSe/ZnS core/shell QDs absorb high-energy photons and converting them to low-energy photons; they absorb ultraviolet light and emit visible light. Thus, implementing CdSe/ZnS core/shell QDs leads to absorbing a wide range of ultraviolet wavelength spectrum. In this paper the total absorbed power, surface reflection, generation rate and current density-voltage curve for a quantum dot-sensitized silicon solar was investigated by means of finite difference time domain (FDTD) method. The results showed that the implementing CdSe/ZnS core/shell QDs increase the total absorbed power in ultraviolet wavelength region and leads to increasing the electron-hole pair generation rate and 31.63% power conversion efficiency enhancement