عنوان مقاله :
بهينه‌سازي اتلاف گرمايي در سلول‌هاي خورشيدي نقطه كوانتومي با روش المان محدود
عنوان به زبان ديگر :
Optimization of Thermalisation Loss in the Quantum Dot Solar Cells using a Finite Element Method
پديد آورندگان :
عارفي‌نيا، زهرا دانشگاه تبريز - پژوهشكده فيزيك كاربردي و ستاره‌شناسي
كليدواژه :
اتلاف گرمايي , سلول خورشيدي , نقطه كوانتومي , نوار مياني
چكيده فارسي :
از آنجا كه قسمت عمده اتلاف اساسي در سلول خورشيدي با نوار مياني، اتلاف گرمايي است، اين مقاله به مطالعه و بررسي آن پرداخته است. ساختار مورد مطالعه، سلول خورشيدي p-i-n با جنس AlPySb(1-y) است كه آرايه‌اي منظم از نقاط كوانتومي هرمي مربع‌القاعده از جنس InAs(1-x)Nx در ناحيه ذاتي آن به‌منظور تشكيل نوار مياني قرار گرفته است. نوار مياني ايجاد شده كه از نظر الكتريكي ايزوله است، باعث تقسيم گاف انرژي سلول خورشيدي به دو زيرگاف انرژي مي‌شود. محاسبه اتلاف گرمايي منوط به دانستن مقدار انرژي اين زيرگاف‌ها است. بنابراين، براي محاسبه آنها، ابتدا موقعيت انرژي ميني‌نوار با حل معادله شرودينگر سه‌بعدي براي سلول واحد متشكل از يك نقطه كوانتومي به‌روش المان محدود محاسبه مي‌شود. سپس، پهناي ميني‌نوار با محاسبه ضريب جذب به‌دست مي‌آيد. درنهايت، با بررسي اثر غلظت مولي نيتروژن و فسفر، اندازه نقاط كوانتومي و فاصله بين آنها، مقدار كمينه اتلاف گرمايي براي ساختار بهينه سلول خورشيدي گفته شده به‌دست مي‌آيد
چكيده لاتين :
As thermalisation loss is the dominant loss process in the quantum dot intermediate band solar cells (QD-IBSCs), it has been investigated and calculated for a QD-IBSC, where IB is created by embedding a stack of InAs(1-x) Nx QDs with a square pyramid shape in the intrinsic layer of the AlPySb(1-y) p-i-n structure. IB, which is an optically coupled but electrically isolated mini-band, divides the total band gap of AlPySb(1-y) into two sub-band gaps. To obtain the thermalisation loss of AlPySb(1-y)/InAs(1-x)Nx QD-IBSCs, the position and width of IB in the band gap of AlPySb(1-y) should be calculated. The position of IB, which is equal to the first eigen-energy of a unit cell of QD, is obtained by solving the 3D Schrödinger equation with a finite-element method and the width of IB is obtained by the absorption characteristics. Then, with the investigation of the effect of nitrogen and phosphorous molar fraction, QDs size and the distance between the QDs on the thermalisation loss, the minimized loss for the optimized structure of AlPySb(1-y)/InAs(1-x)Nx QD-IBSCs is obtained
عنوان نشريه :
روشهاي عددي در مهندسي
