سلول های خورشیدی

با توجه به پیشرفت روز افزون علوم بشری در زمینه های گوناگون دست آورد های فراوانی در زمینه های علمی به وجود آمده است که همه ی آن ها در خدمت رسانی به بشر می باشند. در این راستا منابع گوناگون انرژی، نقش حیاتی در پیشرفت این علوم دارند. یکی از انرژی هایی که به عنوان انرژی نو و جایگزین برای انرژی های قدیمی و در حال اتمام، مانند نفت، گاز و زغال سنگ مورد توجه زیادی قرارگرفته، انرژی خورشیدی می باشد. در این سمینار، هدف اصلی، تبدیل انرژی خورشیدی به انرژی الکتریکی با بازدهی بهینه می باشد. پدیده-ای که باعث این تبدیل می شود، پدیده ی فتوولتائیک است و وسیله ای که این تبدیل را انجام می دهد، سلول خورشیدی می باشد. پدیده ی فتوولتائیک در قسمت مقدمه ی سمینار بررسی شده است و در بقیه ی سمینار در مورد سلول خورشیدی بحث شده است. سلول خورشیدی یک پیوند p-n، متشکل از مواد نیمرسانایی است که با ناخالص سازی به نوع n و یا p تبدیل شده‎اند. بنابراین برای تشریح فیزیک و بیان قوانین حاکم بر سلول های خورشیدی لازم است فیزیک و قوانین حاکم بر پیوند p-n در یک فصل مجزا مورد تحلیل و بررسی قرار گیرد. در این فصل برای بررسی پیوند p-n ابتدا اجزاء آنرا یعنی نیمرساناها و خواص آن، از قبیل جذب نوری، تولید و بازترکیب حامل ها بررسی می-شود و در ادامه قوانین حاکم بر پیوند، در حضور ولتاژ و فوتون بطور مجزا تشریح شده است. در نهایت جریان اتصال کوتاه سلول را محاسبه و بوسیله ی آن بازده جمع آوری سلول تعریف می شود. بازده جمع آوری میزان جذب نور توسط سلول را نشان می دهد، اما این پارامتر، بازدهی مشهور و آن بازدهی که هدف پایان نامه است نمی باشد. برای بررسی تاثیر گذاری پارامترهای مختلف بر عملکرد سلول های خورشیدی، بازدهی تبدیل معرفی-می شود. این پارامتر میزان تبدیل انرژی خورشیدی به انرژی الکتریکی را نشان می دهد، و چون این بحث، بحثی بسیار کلیدی در مباحث سلول های خورشیدی می باشد، در فصلی جدا گانه بررسی می شود. در این فصل به 8 عامل که در بازدهی سلول ها موثرند، اشاره شده است. این عوامل عبارتند از: شکاف انرژی، دما، طول عمر حامل ها، شدت نور، چگالی ناخالصی ها، آهنگ باز‎ترکیب سطحی، اثر مقاومت های سری و شبکه ی تماس فلزی و بازتاب اپتیکی. در فصل 4 یک سلول را شبیه سازی کرده ایم. شبیه سازی به اینصورت انجام شده است که ابتدا یک سلول ایده آل شبیه سازی می شود و مرحله به مرحله متغیر هایی نظیر بازتاب، سایه سازی، هدایت موازی، مقاومت سری، جریان اشباع معکوس دیود های سلول و سرعت بازترکیب سطح جلو و عقب به سلول اضافه می شود تا سلول به یک سلول واقعی تبدیل شود. در فصل 5 چند مثال برای بهینه یابی سلول خورشیدی زده شده که بدین وسیله بازدهی سلول افزایش یافته است. مثال هایی که بررسی شده است عبارتند از افزایش طول عمر حامل ها، افزایش شکاف انرژی، بهبود مقاومت های سری و اضافه کردن بازتاب گرهای اپتیکی. در فصل 6 سلول خورشیدی بوسیله شبکه های عصبی مدلسازی شده است. نوع شبکه عصبی بکارگرفته شده برای مدلسازی پرسبترون می باشد. در فصل 7 نیز نتایج و پیشنهادات پایان نامه نوشته شده است.