عنوان

تحلیل، شبیه‌سازی و بهینه‌سازی عملکرد نوری و الکتریکی سلول خورشیدی تاندم پروسکایت/سیلیکون

کد کشور

IR

شماره

۴۶۸۵پ

زبان متن نوشتاري يا گفتاري و مانند آن

فارسی

کشور محل نشر

IR

عنوان اصلي

تحلیل، شبیه‌سازی و بهینه‌سازی عملکرد نوری و الکتریکی سلول خورشیدی تاندم پروسکایت/سیلیکون

نام عام مواد

[پایان‌نامه]

عنوان اصلي به زبان ديگر

Analysis, simulation, and optimization of optical and electrical performance of tandem perovskite/silicon solar cell

نام نخستين پديدآور

/امین عباسیان

نام ناشر، پخش کننده و غيره

: مهندسی برق

تاریخ نشرو بخش و غیره

، ۱۴۰۱

نام خاص و کميت اثر

۱۱۹ص.

ساير جزييات

:

متن يادداشت

زبان: فارسی

متن يادداشت

زبان چکیده: فارسی

متن يادداشت

چاپی - الکترونیکی

متن يادداشت

مصور، جدول، نمودار

جزئيات پايان نامه و نوع درجه آن

دکتری

نظم درجات

مهندسی برق- الکترونیک

زمان اعطا مدرک

۱۴۰۱/۰۷/۰۱

کسي که مدرک را اعطا کرده

صنعتی سهند

متن يادداشت

در این رساله با درنظر گرفتن پیکربندی ۴-ترمیناله و با بهینه‌سازی مشخصه‌های نوری و الکتریکی، بازده تبدیل بیشینه در سلول تاندم پروسکایت/سیلیکون بدست آمده و سعی شده است تا روند بهینه‌سازی ارائه شده بیانگر یک نقشه راه کلی باشد .در مرحله‌ی نخست، عبور نور از سلول پروسکایت به درون سلول سیلیکونی با استفاده از ساختار شبه‌متناوب)FC ۳,۳) با تعداد هفت لایه‌ی متشکل ازSiO ۲ وTiO ۲، به میزان ۹۰ ~در بازه‌ی طول‌موج nm ۱۱۰۰- nm ۸۰۰ به داخل سلول سیلیکونی تسهیل شده و بازده تبدیل به میزان ۵ بهبود یافته است .در ادامه، عملکرد سلول پایین سیلیکونی لایه نازک با ضخامت إ m۵ و در حضور ساختار)FC ۳,۳) مورد بررسی قرار گرفته است که با استفاده از نانوذرات کروی از جنس Ag با شعاع بهینه nm ۱۲۵، بازده سلول خورشیدی به اندازه‌ی ۱۸ ~ بهبود یافته است .در مرحله دوم، با تجمیع اتصالات الکترودی مربوط به سلول بالا و پایین در انتهای هر زیرسلول و در حضور ساختار)FC ۳,۳)، رفتار کلی ساختار از نقطه نظر عملکرد الکتریکی و نوری و با در نظر گرفتن چالش‌ها و فرآیند ساخت و همچنین استفاده از داده‌های عملی برای مواد استفاده شده، مورد مطالعه قرار گرفته است .در این راستا، مشخصه‌های مهم سلول خورشیدی شامل چگالی جریان اتصال کوتاه، ولتاژ مدار باز، فاکتور پرشدگی و بازده تبدیل مورد بررسی قرار گرفته و بیشینه بازده تبدیل ممکن بدست آمده است .برای به دست آوردن بازده تبدیل بالا، اتصال بهم جفت-شده‌ی پشتی در سلول بالایی اعمال شده است که به عنوان توری برای بهبود جریان نوری و نیز افزایش ضریب پرشدگی به دلیل کاهش مقاومت سری عمل می‌کند .مشخصات نوری و الکتریکی اتصال‌های پشتی در سلول‌های بالا و پایین مورد مطالعه قرار گرفته است که پارامترهای بهینه برای اتصال پیشنهادی پشتی برای سلول‌های پروسکایتی و سیلیکونی به ترتیب (nm ۷۵۰ =Pو ۰/۴ W/P) =و )m ۵۰ =Gapو ۰/۲ =Wn/Wp)هستند .در این مطالعه از روش تفاضل محدود حوزه زمان برای شبیه‌سازی نوری و از روش اجزاء محدود هم برای شبیه‌سازی نوری و هم شبیه‌سازی الکتریکی استفاده شده است و عوامل غیر ایده‌آلی مانند بازترکیب در زیرلایه‌ها و مرزها برای ارائه نتایج قابل اعتماد در عمل، درنظر گرفته شده‌اند .در نهایت، بازده تبدیل معقول و بالایی در حد ۲۹/۶۵ برای ساختار بهینه‌ی متشکل از زیر سلول بالاییMAPbI ۳ ( با بازده ۲۰/۳) و زیر سلول پایینی سیلیکونی ( با بازده ۹/۳۵) بدست آمده است .به دلیل پیشرفت‌های سریع نوری و الکتریکی در زمینه سنتز و ترکیب مواد پروسکایت، مراحل شبیه‌سازی و بهینه‌سازی ارائه شده در رساله حاضر می‌تواند به طور کلی نقشه راه ارزشمندی برای طراحی سلول‌های خورشیدی ۴-ترمیناله پروسکایت/سیلیکون تاندم باشد.

متن يادداشت

88 has been obtained for the thin-lm Si cell after applying the proposed intermediate structure and Ag nanoparticles. The proposed IMS with total thickness of 1150 nm and FOM of 0.54 provides transmission higher than 90 for longer wavelengths which results in conversion eciency of 23.71 with 5.63 enhancement compared with the TSC without applying IMS. Finally, the total conversion eciency of 20.46 has been achieved. In the second part of the thesis, the quasi-interdigitated back contact has been implemented in the top cell, which serves as the grating to improve the photocurrent generation and enhances the ll factor due to the reduction of series resistance to obtain high power conversion efciency in a 4-terminal perovskite/silicon tandem solar cell. The optical and electrical characteristics of the back contacts in the top and bottom cells have been investigated, and an intermediate quasi-periodic structure of FC(3,3) has been used to fulll the power management between the top and bottom cells. Optimized parameters for the proposed back contacts for the perovskite and Si cells are (P = 750 nm, W/P = 0.4) and (Gap = 50 m, Wn/Wp = 0.2), respectively. The study has been carried out by the nite element method, and the electrical simulation supports nonideality factors such as recombination in layers and interfaces to provide reliable results in practice. Finally, a reasonable power conversion efciency of 29.65 has been achieved for the optimized structure with MAPbI3 top (20.3 ) and Si bottom (9.35 ) cells. Because of the rapid optical and electrical advancement in the eld of material analysis for perovskites, here, the simulation steps present a valuable road map to design 4-terminal perovskite/silicon tandem solar cells, in general. The regraded conguration for the proposed perovskite/Si solar cell with the implementation of QIBC and IBC has not been considered so far, to the best of our knowledge. Hence, the study is novel in which not only the optimized grating nature of the contacts enhances the scattering and leads to higher absorption and PCE, but also eliminates the shadowing effect. The implementation of the grating is preferable in light trapping compared to NP diffusion in the active layer due to associated quenching effects and undesired recombination reported for NPs. Our proposed conguration aids in preserving the stability of the perovskite layer, which is highly affected by contact deposition and thermal effects. Moreover, the practical limits such as traps density, bulk and surface recombinations, and fabrication tolerances are completely regarded. The study provides a detailed road map to enhance the efciency from the optical and electrical point of view, which could be used for any 4-terminal perovskite/Si solar cell with diverse material types for perovskite, ETL, and HTL. Furthermore, the textured back surface not only improves the light absorption in the bottom cell and compensates for the reduction of absorption in the limited thickness of the Si subcell, but it also facilities fabrication of the solution-based perovskite layer deposition on a at surface. Finally, the PCE of 20.3 and 9.35 were obtained in the top and bottom cells for the optimized 4T perovskite/Si tandem solar cell~ In this thesis first, an optimized quasi-periodic intermediate structure has been introduced between the subcells to enhance the performance of the perovskite/Si tandem solar cell, by power management. Simple and generalized quasi-periodic multilayers of Fibonacci and Thue-Morse were considered to achieve an ecient IMS for the proposed perovskite/Si TSC and FC(3,3) has been selected amoung others. The introduced FC(3,3) IMSconsists of seven alternating layers of SiO2/TiO2 which is optimized to provide high transmission into the bottom cell in 8001100 nm wavelength range. The results obtained by the transfer matrix method and the nite dierence time domain analysis are in good agreement and prove that the proposed intermediate structure enhances the conversion eciency of the device by 5 . Next, the absorption eciency of the bottom cell (thin-lm Si layer) with reduced thickness to 5 m has been improved by the implementation of Ag nanoparticles with optimized radius of 125 nm. Short current density enhancement of

خط فهرستنویسی و خط اصلی شناسه

ba

عنوان اصلي به زبان ديگر

Analysis, simulation, and optimization of optical and electrical performance of tandem perovskite/silicon solar cell

موضوع مستند نشده

سلول خورشیدی تاندم

موضوع مستند نشده

ساختارهای چند لایه‌ی شبه‌متناوب

موضوع مستند نشده

ساختار میانی

موضوع مستند نشده

سلول خورشیدی آلی- معدنی

موضوع مستند نشده

پروسکایت

اصطلاح موضوعی

Tandem solar cell, Quasi-periodic multilayer, Intermediate structure, QIBC, Organic-inorganic solar cell, Pervoskite

اصطلاح موضوعی

سلول خورشیدی تاندم، ساختارهای چند لایه‌ی شبه‌متناوب، ساختار میانی،QIBC ، سلول خورشیدی آلی- معدنی، پروسکایت

مستند نام اشخاص تاييد نشده

عباسیان، امین

مستند نام اشخاص تاييد نشده

نوری، مینا، استاد راهنما

مستند نام اشخاص تاييد نشده

باغبان، حامد، استاد مشاور

کشور

ایران

تاريخ عمليات

20230813

شماره بازیابی

برق ،۱۰۷۰۷ ،۱۴۰۱

نام ميزبان

ل‌یلحت‍، ت‌یاکسورپ‍ م‌دنات‍ ی‌دیشروخ‍ ل‌ولس‍ ی‌کیرتکلا و ی‌رون‍ درکلمع‍ ی‌زاسه‌نیهب‍ و ی‌زاسه‌یبش‍/ن‌وکیلیس‍.pdf

شماره دسترسي

عادی

اطلاعات مختصر

عادی

تاريخ و ساعت مذاکره و دسترسي

21076.pdf

تاريخ و ساعت مذاکره و دسترسي

b10707.pdf

بيت در ثانيه

0

ارتباط براي تسهيلات دسترسي

ایمانی

نوع فرمت الکترونيکي

متن

اندازه فايل

0

شماره کنترل رکورد

پ۴۶۸۵

يادداشت عمومي

فارسی

وضعیت فهرست نویسی

نمایه‌سازی قبلی

فرمت انتشار

pe

نوع ماده

TF

کد کاربرگه

92029

پیشوند ISBD اعمال شده است

1

سطح دسترسي

a

تكميل شده

Y