مطالعه عددي تأثير نانوميله‌هاي آلومينيوم-طلا بر روي چگالي جريان كوتاه و جذب در سلول‌هاي خورشيدي آلي

Numerical study of the effect of aluminum-gold nanorods on short current density and absorption in organic solar cells

با استفاده از روش تفاضلات متناهي در حوزه زمان‌، تأثير حضور نانوميله‌هاي متشكل از آلومينيوم و طلا بر روي كميت‌هاي چگالي جريان اتصال كوتاه و جذب در سلول خورشيدي آلي P3HT:PCBM/PEDOT:PSS/ITO Al/ZnO/ مورد بررسي قرار گرفته است. نانوذرات در الگويي هگزاگونالي شكل در داخل لايه P3HT:PCBM و در مرز با ZnO‌، واقع شده‌اند. در طي شبيه‌سازي از الگوي طيفي استاندارد خورشيدAM1.5 در محدوده طيفي nm1200-300 استفاده شده است. محاسبات نشان داده است كه حضور نانوميله‌ها باعث بهبود قابل ملاحظه‌اي در مقادير كميت‌هاي فوق الذكر مي‌شود. اين افزايش به ويژه در محدوده طول موج‌هاي بالا چشم‌گيرتر است. مطابق با نتايج وقتي كه ارتفاع نانوذرات تغيير مي‌كند، ضخامت بهينه‌اي كه در آن چگالي جريان اتصال كوتاه و جذب بيشترين مقادير را دارند نيز تغيير مي‌كند، به‌طوري كه در ارتفاع‌هاي 50، 100 و nm150 براي نانوميله‌ها، لايه فعال P3HT:PCBM‌، در ضخامت‌هاي nm150، 200 و 250 بهينه وضعيت را دارد. مقايسه نتايج محاسبات در شرايط مختلف نشان مي‌دهد كه چگالي جريان اتصال كوتاه و جذب كه تحت ضخامت بهينه لايه فعال nm‌150‌، ارتفاع استوانه nm50‌، شعاع بدنه ‌nm 20 و شعاع انحناي دو سر nm 4‌، بهترين وضعيت را دارند.