افزايش بازده سلول خورشيدي GaAs مبتني بر ساختار p-i-n باند مياني توسط نقاط كوانتومي InAs در ناحيه ذاتي آن

GaAs p-i-n structure Solar Cell efficiency enhancement with Intermediate Energy Band introducing by InAs Quantum Dots in the intrinsic region

امروزه سلول خورشيدي باند مياني نقطه كوانتومي به‌عنوان يكي از مناسب‌ترين گزينه‌ها براي دست‌يابي به حداكثر بازده در سلول‌هاي خورشيدي مي‌باشد. در اين مقاله دو مدل سلول خورشيدي طراحي‌شده كه مدل اول داراي ساختار p-i-n با بستر GaAs بوده و مدل دوم شامل نقاط كوانتومي InAs كاشته شده در ناحيه ذاتي آن مي‌باشند. با بهبود ساختار و استفاده از مواد مناسب در سلول مرجع p-i-n بازده تا حد 34.03% افزايش يافته است. سپس، در ساختار سلول خورشيدي مبتني‌بر نقاط كوانتومي، ازطريق كنترل اندازه نقاط كوانتومي و موقعيت قرارگيري آن‌ها در اين سلول خورشيدي GaAs باند مياني نقطه كوانتومي، بهبود بازده تبديل انرژي به‌مقدار 12.55% به‌دست آمده و بازده تبديل انرژي تا مقدار 55.58% ارتقاء يافت. در حقيقت، با اين سلول خورشيدي باند مياني مبتني‌بر نقاط كوانتومي بازده تبديل انرژي بالايي ارائه مي‌شود كه تاكنون گزارش نشده است.

Today, the intermediate band solar cell with quantum dots is one of the best options to achieve maximum solar energy conversion efficiency. In this paper, two solar cell models have been designed; the first reference model in with p-i-n structure, and the second model contains the InAs quantum dots implanted in the intrinsic region of the structure. By improving the structure and utilizing proper materials in the p-i-n reference cell, the efficiency increased by 34.03%. Then, in a quantum dot-based solar cell structure, 12.55% energy conversion efficiency improvement achieved and so that the obtained efficiency enhanced up to 55.58% by controlling the size and position of the quantum dots. In fact, the intermediate band solar cell provides a high energy conversion efficiency that have not been reported so far.