بررسي الكتريكي تأثير لنز محدب بر روي پارامتر‌هاي اساسي سلول خورشيدي لايه نازك سيليكوني

Electrical Investigation of Plano-convex Lens Effect on Significant Parameters of Thin Film Silicon Solar cell

در اين مقاله، عملكرد سلول خورشيدي همگون لايه نازك سيليكوني در حضور لنز محدب كه با چندين مرحله لايه #8204;نشاني و خوردگي شيميايي ساخته شده، مورد بررسي و شبيه #8204;سازي قرار گرفته است. استفاده از لنز باعث متمركز شدن نور تابشي در نزديكي آند سلول خورشيدي شده و در نتيجه عملكرد سلول خورشيدي بهبود يافته است. پارامترهاي اساسي سلول خورشيدي بر اساس تابعي از ضخامت لنز بررسي شده و شبيه #8204;سازي #8204;ها نشان مي #8204;دهد كه ضخامت لنز تأثير قابل توجهي بر روي اين پارامترها دارد. پارامترهاي اساسي شامل چگالي جريان اتصال كوتاه، ولتاژ مدار باز و ضريب پرشوندگي به ترتيب تا مقادير #38;micro;A/cm25/31 ،V412/0 و 7519/0 افزايش داشته اند.در ساختار پيشنهادي براي سلول خورشيدي در مقايسه باحالت بدون لنز، بازده تا 30% افزايش داشته است. در بررسي #8204;هاي انجام شده مشاهده گرديد كه ضخامت #38;micro;m8 مقدار بهينه براي لنز مي #8204;باشد و در اين ضخامت، مشخصه #8204;هاي جريان-ولتاژ و بازده كوانتومي خارجي به ترتيب به بيش از 50% و 80% افزايش يافت.

In this paper, the performance of a thin film silicon-based solar cell in presence of Plano-convex lens on its top is investigated and simulated by a TCAD tool. #38;nbsp; This structure consists of conventional thin-film silicon solar cell and a silicon dioxide Plano-convex lens which is constructed by deposition and chemical etching of silicon dioxide on top of solar cell. The lens concentrates the incident light closer to the solar cell #38;rsquo;s contacts; as a result, the performance of solar cell has been increased. Significant parameters of solar cells including short-circuit current, open-circuit voltage, Fill Factor and conversion efficiency are obtained as a function of lens thickness. Furthermore, the Dark/Illumination current ratio and External Quantum Efficiency (EQE) of a solar cell with and without lens are compared. Simulation results reveal that the lens thickness has a great impact on solar cell parameters and increases open-circuit voltage, short-circuit current and Fill Factor up to 0.412 V, 31.5 #38;micro;A/cm2 and 0.7519, respectively. In the proposed solar cell, efficiency is enhanced more than 30% from its original value. Considering different lens thicknesses, 8 #38;micro;m is the optimal thickness for the lens. I-V characteristics under illumination for two structures, with and without a lens, are also studied. According to the results, an incrementally current shift with an increase of 50% exists with respect to the second case. By applying a Plano-convex lens to the solar cell structure, EQE reaches the maximum value up to 80%.