تحلیل تاثیر ضخامت لایه‌های جاذب و بافر و شرایط عملیاتی بر عملکرد سلول خورشیدی ناهمگون n-zno/p-si با استفاده از شبیه‌سازی عددی

سلول‌های خورشیدی ناهمگون n-zno/p-si به دلیل ویژگی‌های منحصر به فرد خود در جذب نور و تبدیل انرژی، مورد توجه بسیاری از محققان قرار گرفته‌اند. در این پژوهش، تاثیر ضخامت لایه جاذب (سیلیکون) و لایه بافر (zno) بر عملکرد این نوع سلول‌ها با استفاده از شبیه‌سازی عددی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که افزایش ضخامت لایه جاذب از 1 میکرومتر به 3 میکرومتر، چگالی جریان اتصال کوتاه (jsc) را از 24.5 میلی‌آمپر بر سانتی‌متر مربع به 28.2 میلی‌آمپر بر سانتی‌متر مربع افزایش می‌دهد. همچنین، بهینه‌سازی ضخامت لایه بافر از 0.05 میکرومتر به 0.2 میکرومتر، مقاومت سری را کاهش داده و ضریب پرشدگی (ff) را از 68 درصد به 73 درصد افزایش داد. بررسی شرایط عملیاتی نشان داد که افزایش شدت نور به 1000 وات بر متر مربع، ولتاژ مدار باز (voc) را به 0.65 ولت رسانده، در حالی که دماهای بالاتر از 50 درجه سانتی‌گراد موجب کاهش voc به 0.58 ولت شد. این نتایج نشان می‌دهند که بهینه‌سازی ضخامت لایه‌ها و کنترل شرایط محیطی می‌تواند منجر به دستیابی به راندمانی تا حدود 22 درصد در این نوع سلول‌ها شود.