توسعه سلول خورشیدی تک¬لایه¬ای سیلیکون بر پایه کریستال‌های فوتونی

در مقاله حاضر، ساختاری از سلول خورشیدی PIN سیلیکون طراحی کرده ایم. ما ضخامت هر لایه سلول خورشیدی PIN را بهینه می کنیم و تأثیر آن را بر روی خواص نوری سلول بررسی می¬کینم تا از نظر مقرون به صرفه بودن با سلول تجاری قابل مقایسه باشند. علاوه بر این، ما یک پوشش ضد بازتابی را از یک لایه کریستال فوتونی سه¬تایی و یک بعدی طراحی می کنیم. فرآیند شبیه‌سازی ساختار در نظر گرفته‌شده عمدتا مبتنی بر نرم‌افزار COMSOL multi-physics می¬باشدکه عمدتا براساس روش اجزای محدود است. ما اثر پوشش ضد بازتابی را بر روی خواص نوری سلول به دست آوردیم. همچنین، ما نقش ایفا شده توسط کریستال‌های فوتونی را بر روی نسل جفت حفره الکترون بررسی می‌کنیم. نتایج عددی یک تحقیق را در یک افزایش قابل‌توجه در طول مسیر نوری فوتون‌ها در داخل سلول نشان می‌دهد. بنابراین، پوشش ضد بازتابی کریستال‌های فوتونی یک بعدی می‌تواند تاثیر قابل‌توجهی بر افزایش کارایی سلول داشته باشد.

In the present paper, we have designed a structure of the PIN silicon solar cell. We optimize the thickness of each layer of the PIN silicon solar cell, and its effect on the optical properties of the cell to be cost-effectively incomparable to the commercial cell. Moreover, we design an anti-reflecting coating from a single period one-dimensional ternary photonic crystal. The simulation procedure of the considered structure is mainly based on COMSOL Multiphysics software, which is essentially based on finite element method. We obtained the effect of the anti-reflecting coating on the optical properties of the cell. Also, we investigate the role played by photonic crystals anti-reflecting coating on the generation of electron-hole pairs. The numerical results conduct an inquiry into a prominent enhancement on the optical path length of the incident photons inside the cell. Therefore, the anti-reflecting coating of one-dimensional photonic crystals could have a significant effect on rai