مدل‌سازی چگالی حامل‌های بار در سلول خورشیدی نانوساختاری حالت جامد حساس شده با رنگدانه

سلول‌های خورشیدی حساس شده با رنگدانه نسل جدیدتری از سلول‌های خورشیدی هستند که اگرچه بازده پایین‌تری نسبت به سلول‌های سیلیکونی دارند، اما پتانسیل بالایی برای بازده بیشتر دارند و چون از نظر اقتصادی صرفه‌ بهتری دارند، اگر بازده و پایداری آنها افزایش یابد می‌توانند جایگزین سلول‌های خورشیدی سیلیکونی در بازار شوند. طراحی و توسعه‌ روزافزون سلول‌های خورشیدی تنها محدود به کارهای تجربی و آزمایشگاهی نبوده، بلکه مدلسازی‌های عددی نیز در این امر دخیل بوده است. هدف از انجام این تحقیق طراحی و مدل‌سازی عددی سلول های خورشیدی حالت جامد حساس شده با رنگدانه بر پایه لایه نانوساختار نیمرسانا با گاف نواری عریض (دی-اکسیدتیتانیوم) و همچنین اکسید روی به عنوان انتقال دهنده الکترون و رنگدانه n719 به عنوان لایه جاذب و همچنین pedot:pss و p3ht به عنوان ماده‌ انتقال دهند‌ه حفره است. در این پژوهش از نرم افزار کامسول برای طراحی سلول خورشیدی استفاده و مشخصه‌های جریان-ولتاژ و همچنین جذب اپتیکی سلول محاسبه شده است که با داده‌های تجربی مطابقت خوبی دارد.

modeling charge carrier densities in solid-state nanostructured dye-sensitized solar cells

dye-sensitized solar cells (dsscs) are a newer generation of solar cells that, although they have lower efficiency compared to silicon-based solar cells, have a high potential for improved efficiency. due to their better cost-effectiveness, they can replace silicon-based solar cells in the market if their efficiency and stability increase. the design and development of dsscs have involved not only experimental and laboratory work but also numerical modeling. the aim of this work is to design and numerically model dye-sensitized solar cells based on a nanostructured semiconductor layer with a wide bandgap (titanium dioxide) and zinc oxide as the electron transporter, n719 dye as the absorber layer, and pedot:pss and p3ht as hole transport materials. in this research, the advanced software camsol with extensive capabilities is used for the design of dye-sensitized solar cells, and the current-voltage characteristics and optical absorption of the cell are calculated, which are in agreement with experimental data.