Abstract

Reducing the recombination rate and increasing the photo-generation rate play a very significant role in improving the performance of the solar cells. In this research, AlGaAs has been used instead of GaAs in emitter layer with reduction in thicknesses of the base in order to decrease the recombination rate and increase the efficiency of the proposed solar cell. In addition, tunnel junction, buffer junction and BSF layers have been optimized to achieve higher efficiency. The efficiency can be improved by selecting optimal thickness of the materials because of the increase in photo-generation rate and absorption rate, improving transparency of the tunnel area and reducing the recombination rates of the solar cells. The results showed that after optimization, JSC (short circuit current density), VOC (open circuit voltage) and the η (conversion efficiency) of the solar cell are clearly increased. Also, the results of simulation were compared to the other designs in order to compare its performance. In the proposed structure, values of Voc= 2.52 V, Jsc= 29.09 mA/cm2, FF=86.49% and η= 62.04% (1 sun) are obtained under AM1.5G illumination.

چکیده
کاهش نرخ بازترکیب و افزایش نرخ تولید نوری نقش بسیار پر رنگی در بهبود عملکرد سلول‌های خورشیدی بر عهده دارند. در این پژوهش، از AlGaAs به جای امیتر GaAs همراه با کاهش ضخامت بیس به منظور کاهش نرخ بازترکیب و افزایش بازده سلول خورشیدی پیشنهادی، استفاده شده است. بعلاوه برای رسیدن به بازده بیشتر لایه‌های BSF، پیوند تونلی و بافر بهینه‌سازی شده‌اند. با انتخاب ضخامت بهینه مواد، می‌توان بازده را بهبود داد که دلیل آن افزایش نرخ فتوجنریشن و جذب، بهبود شفافیت ناحیه تونلی و کاهش نرخ بازترکیب سلول خورشیدی است. نتایج حاصله نشان دادند که پس از بهینه‌سازی، چگالی جریان اتصال کوتاه JSC، ولتاژ مدار باز VOC و بازده تبدیل η سلول خورشیدی به وضوح افزایش می‌یابند. همچنین در پایان، نتایج شبیه‌سازی این طرح با سایر طرح‌ها به‌منظور مقایسه عملکرد آن مقایسه شده است. در ساختار پیشنهادی، مقادیر Voc= 2.52 V، Jsc= 29.09 mA/cm2، FF=86.49% و η=62.04% (1 sun) تحت تابش AM1.5G بدست آمده‌اند.