آقای علی باغبان پرشکوه از دانشجویان فعال مرکز تحقیقات نانوپترونیکس در تاریخ 23 آبان ماه از پایان نامه خود تحت عنوان "طراحی و شبیه سازی ساختاری نوین به منظور بهینه سازی پارامترهای الکتریکی و نوری در سلول های خورشیدی (CZT(S,Se " با موفقیت دفاع نمودند.

استاد راهنما: دکتر شهرام محمد نژاد

هیات داوری: دکتر علی صدر؛ دکتر مهدی حیدرثانی

چکیده:

سلول های خورشیدی CZTSSe دسته ای از سلول های لایه نازک هستند که قابلیت های خوبی برای جایگزینی انواع CIGS و CdTe از خود نشان داده اند. بازدهی پیشرو این سلول ها %6/12 بوده که با استفاده از روش های محلولی و با حلال های هیدروزینی به ثبت رسیده است. در ابتدای این پایان¬نامه، پس از معرفی انرژی خورشیدی و اهمیت آن، با تمرکز روی سلول های خورشیدی لایه نازک، زمینه برای تحلیل و بررسی دسته کستریت ها (CZTS، CZTSe و CZTSSe) فراهم می شود. سپس، خواص مختلف کستریت ها اعم از ساختار، مواد، روش های ساخت، نقص ها و فناوری ها را بررسی می کنیم. محدودیت اساسی این دسته از سلول ها در افزایش بازدهی، بالا بودن نرخ بازترکیب در مرز های اطراف لایه جاذب  می باشد که به شدت ولتاژ مدار باز را تحت تاثیر قرار می دهد. پس از معرفی فرایند طراحی شکاف باند درجه بندی شده، کاهش بازترکیب و به دنبال آن افزایش پارامترهای خروجی سلول خورشیدی با بهره گیری از این خاصیت را در دستور کار قرار می دهیم. با  ارائه ساختار پیشنهادی سلول خورشیدی CZTSSe، شبیه سازی ها برای رسیدن به ضخامت بهینه، انتخاب شکاف باند مبنا و طراحی مدل نهایی شکاف باند به عنوان عامل اصلی بهبود بازدهی را انجام می گیرد. نتایج شبیه سازی نشان  می دهد که استفاده از دو ناحیه یکنواخت با شکاف باند 1.3 eV در دو انتهای جاذب برای کنترل بازترکیب مفید می باشد که البته تفاوتهایی میان این نواحی وجود دارد. به عبارت دیگر، حفظ چگالی جریان در عین افزایش ولتاژ مدار باز همواره باید مد نظر قرار گیرد. برای غلبه بر این موانع، مدل پیشنهادی نهایی برای شکاف باند لایه جاذب که Inside Graded نام دارد در دوحالت ایده آل و  شبه عملی معرفی می شود که این دو مدل به ترتیب به بازدهی های %92/16 و %56/16 منجر می شوند. در پایان، روند پیشرفت پایان نامه و جمع بندی مباحث انجام شده که در آن نتایج مورد تحلیل و مقایسه قرار می گیرند.