بررسی و شبیه سازی تاثیر ضریب شکست محیط بر روی سلول خورشیدی سیلیکونی آمورف پلاسمونی حاوی نانوصفحه ریبونی نقره

سلول‌های خورشیدی در محیط ‌های مختلف و بسته به اینکه در چه شرایط آب و هوایی قرار می گیرند بازده و عملکرد متفاوتی دارند. تغییرات آب و هوا به تغییر ضریب شکست محیط می‌انجامد و عملکرد سلول خورشیدی را تحت تاثیر قرار می ‌دهد. در این مقاله، تاثیر تغییرات ضریب شکست محیط در سلول خورشیدی سیلیکونی به ضخامت 500 نانومتر و نانوصفحات ریبون نقره با عرض 25 نانومتر و طول 50 نانومتر شبیه ‌سازی و مدل سازی شده است. تغییرات ضریب شکست محیط از 1 تا 1.6 در عملکرد سلول خورشیدی بررسی شده است. نتایج شبیه‌ سازی نشان می دهد که بیشترین بازده و جذب سلول خورشیدی پلاسمونی با نانوصفحات ریبون نقره با عرض 25 نانومتر و طول 50 نانومتر و دورۀ تناوب 50 نانومتر در ضریب شکست 1.2 اتفاق می‌افتد. بازدهِ سلول خورشیدی در این شرایط برابر 12.45% و ضریب پرشدگی حدود 83% به دست آمد. همچنین نتایج شبیه ‌سازی مقدار ولتاژ مدار باز و چگالی جریان اتصال کوتاه را به ترتیب 0.21 ولت و ma/cm2 6.91 نشان می‌ دهند.

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

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 nanoplates 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 nanoplates 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.