طراحی و شبیه سازی سلول خورشیدی پشت سرهم پراوسکایت-سیلیکون با بازدهی بالا

اکبری, اکرم; کشمیری, سید حسین; گوهری, سید امیر

doi:10.22055/jrmbs.2024.18981

طراحی و شبیه سازی سلول خورشیدی پشت سرهم پراوسکایت-سیلیکون با بازدهی بالا

نوع مقاله : مقاله پژوهشی کامل

نویسندگان

¹ دانشگاه آزاد اسلامی بجنورد

² موسسه آموزش عالی بهار مشهد

³ دانشگاه آزاد اسلامی واحد بجنورد

10.22055/jrmbs.2024.18981

چکیده

موضوع این تحقیق در زمینه طراحی و شبیه‌سازی یک سلول خورشیدی پشت‌سرهم پرواسکایت-سیلیکون است. هدف از این تحقیق، کاهش تلفات حرارتی و افزایش بازدهی سلول است. در این کار، ما یک قطعه پشت‌سرهم تشکیل‌شده از دو سلول را با استفاده از شبیه‌ساز SCAPS طراحی کردیم؛ که سلول جلویی شامل لایه جاذب CH3NH3PbI3 با شکاف انرژی 1.55ev و سلول C-Si با شکاف انرژی 1.12ev به‌عنوان سلول پشتی می‌باشد. هر یک از این سلول‌ها به‌طور جداگانه شبیه‌سازی و بهینه‌سازی شده و سپس، ساختار پشت‌سرهم تشکیل‌شده از دو سلول را شبیه‌سازی کرده و ضخامت بهینه لایه جاذب پرواسکایت را برای شرایط تطبیق جریان در ساختار پشت‌سرهم یکپارچه دو ترمیناله (2T) به‌دست آوردیم. طیف عبوری از سلول پراوسکایت جهت تابیدن به سلول پایینی با استفاده از نرم‌افزار MATLAB به‌دست آمد. درنهایت، با جریان یکسان 21mA (در دو سلول بالا و پایین) شبیه سازی این ساختار به بازدهی %33.27 منتهی گردید.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

اپتیک و فوتونیک

عنوان مقاله [English]

Design and simulation of perovskite-silicon tandem solar cell with high efficiency

نویسندگان [English]

Akram Akbari ¹
Sayyed-Hossein Keshmiri ²
Seyyed Amir Gohari ³

¹ Azad Islamic Univercity Bojnourd Branch

² Bahar Institute of Higher Education, Mashhad

³ Department of electrical Engineering, Bojnourd branch, Islamic Azad University

چکیده [English]

The subject of this research is the design and simulation of a perovskite-silicon tandem solar cell. The purpose of this research is to reduce heat loss and increase cell efficiency. In this work, we designed a tandem device consisting of two cells using the SCAPS simulator (Solar Cell Capacitor Simulator); The front cell comprised of CH3NH3PbI3 absorber layer (with a bandgap of 1.55 ev), and a C-Si cell (with 1.12 ev bandgap) was selected as the bottom cell. Each of two cells were simulated and optimized separately, and then, the tandem structure consisting of two cells was simulated and the optimal thickness of the perovskite absorber layer was determined for the current matching conditions in the a two-terminal (2T) monolithic structure. The transmission spectrum of the perovskite cell to radiate to the lower cell was obtained using MATLAB software. Finally, the simulation of this structure led to an efficiency of 33.27%.

کلیدواژه‌ها [English]