بررسي و شبيه سازي تاثير ضريب شكست محيط بر روي سلول خورشيدي سيليكوني آمورف پلاسموني حاوي نانو صفحه ريبوني نقره

Investigation and Simulation of the Refractive Index Effect on the Plasmonic Amorphous Silicon Solar Cells with Silver Ribbon Nanoplate

سلول هاي خورشيدي در محيط هاي مختلف و بسته به اينكه در چه شرايط آب و هوايي قرار مي گيرند بازده و عملكرد متفاوتي دارند. تغييرات آب و هوا به تغيير ضريب شكست محيط مي انجامد و عملكرد سلول خورشيدي را تحت تاثير قرار مي دهد. در اين مقاله، تاثير تغييرات ضريب شكست محيط در سلول خورشيدي سيليكوني به ضخامت 500 نانومتر و نانوصفحات ريبون نقره با عرض 25 نانومتر و طول 50 نانومتر شبيه سازي و مدل سازي شده است. تغييرات ضريب شكست محيط از 1 تا 1.6 در عملكرد سلول خورشيدي بررسي شده است. نتايج شبيه سازي نشان مي دهد كه بيشترين بازده و جذب سلول خورشيدي پلاسموني با نانوصفحات ريبون نقره با عرض 25 نانومتر و طول 50 نانومتر و دوره تناوب 50 نانومتر در ضريب شكست 1.2 اتفاق مي افتد. بازده سلول خورشيدي در اين شرايط برابر 12.45% و ضريب پرشدگي حدود 83% به دست آمد. همچنين نتايج شبيه سازي مقدار ولتاژ مدار باز و چگالي جريان اتصال كوتاه را به ترتيب 0.21 ولت و mA/cm2 6.91 نشان مي دهند.

Solar cells have different efficiencies in different weather conditions and environments. Changing the environmental conditions leads to the change in the environmental refractive index. The change in the refractive index affects the efficiency of the solar cell. In this paper, we investigate and model the effect of changing the refractive index of the environment on a silicon solar cell with thickness of 500nm and silver ribbon nano-plates of width 25nm and height 50nm. We study the effect of refractive indices from 1 to 1.6 on the performance of the solar cell. The simulation results show that the best efficiency and absorption of plasmonic solar cell with silver ribbon nano-plates with width 25nm, height 50nm, and period 50nm are obtained in a refractive index of 1.2. The solar cell efficiency and fill factor are respectively evaluated as 12.45% and 83%. Finally, the open circuit voltage and short current density are calculated as 0.21V and 6.91mA/cm2, respectively.