طراحی و شبیه‏ سازی عددی سلول‏ های خورشیدی پشت سر هم بر پایه‌ sb2s3 جهت بهبود عملکرد فوتوولتائیک

در این تحقیق سلول‏های خورشیدی پشت سر هم مختلفی طراحی و شبیه‏سازی شده که در آنها زیرسلول بالایی sb2s3 است. ساختارهای مختلفی شامل sb2se3، cise، cztse و gete برای زیرسلول پایینی پیشنهاد شد. تطابق جریان در زیرسلول بالا و پایین در سلول‏های پشت سر هم از اهمیت زیادی برخوردار است. برای رسیدن به نقطه تطابق جریان ضخامت لایه‏های زیرسلول پایینی ثابت نگه داشته شد و ضخامت لایه جاذب سلول بالایی تغییرداده شد تا چگالی جریان در هردو زیر سلول یکسان شود. در نقطه تطابق جریان عملکرد سلول بالایی تحت تابش طیف استاندارد am 1.5g و عملکرد زیرسلول پایینی تحت تابش طیف فیلتر شده مورد ارزیابی قرار گرفت و سپس منحنی مشخصه جریان- ولتاژ سلول پشت سر هم از مجموع منحنی‏های مشخصه دو زیرسلول فرعی به دست آمد. بازدهی به دست آمده برای سلول‏های پشت سرهم sb2s3/sb2se3، sb2s3/cis، sb2s3/cztse و sb2s3/gete به ترتیب برابر %22.10، %30.95، %24.83 و %36.80 به دست آمد. هر چه اختلاف گاف انرژی سلول‏های فرعی بیشتر باشد، فوتون‏های بیشتری جمع‏آوری می‏شوند و چگالی جریان بزرگتری برای سلول حاصل می‏شود. بهترین عملکرد هنگامی به دست آمد که از gete به عنوان زیرسلول پایینی استفاده شد.

exploring a suitable partner for sb2s3 solar cells for use in tandem solar cells

in this research, different tandem solar cells have been designed and simulated, in which the upper sub-cell is sb2s3. different structures including sb2se3, cise, cztse and gete were proposed for the lower sub-cell.it is very important to match the current in the upper and lower sub-cells in consecutive cells. to reach the current matching point, the thickness of the layers of the lower sub-cell was kept constant and the thickness of the absorbing layer of the upper cell was changed so that the current density in both sub-cells was the same. at the current matching point, the performance of the upper cell under the am1.5g standard spectrum radiation and the performance of the lower sub-cell under the filtered spectrum radiation were evaluated, and then the current-voltage characteristic curve of the tandem cell was obtained from the sum of the characteristic curves of the two sub-cells. the efficiency obtained for sb2s3/sb2se3, sb2s3/cis, sb2s3/cztse and sb2s3/gete tandem cells was 22.10%, 30.95%, 24.83% and 36.80%, respectively. the greater the energy gap difference of the sub-cells, the more photons are collected and the greater current density is obtained for the cell. the best performance was obtained when gete was used as the bottom sub-cell.