علی نادری

سلول خورشیدی وسیله ای الکترونیکی است که اثر فتوولتائیک را جمع می کند و انرژی نور را به برق تبدیل می کند. ایده اولیه استفاده از انرژی خورشیدی با اثر فتوولتائیک اولین بار در سال1839 توسط یک فیزیکدان فرانسوی معروف به بکرل مطرح شد. با استفاده از سلنیوم، آدامز و دی اولین سلول خورشیدی حالت جامد را در سال 1876 ساختند. با این حال، اولین سلول خورشیدی که برای تولید انرژی بسیار کاربردی بود، در سال 1954 توسط چاپین، فولر و پیرسون با عملکرد 6 درصد ایجاد شد. از آن زمان، طیف گسترده ای از سلول های خورشیدی طراحی شده است. دو پارامتر کلیدی موثر بر عملکرد یک سلول خورشیدی وجود دارد: کارایی و هزینه ساخت. کارایی سلول خورشیدی با بهینه سازی پارامترهای ساختاری مانند ضخامت و ناخالصی لایه های مختلف سلول، به حداکثر می رسد. در این قرن، گسترش شهرها و رشد جمعیت آنها باعث مصرف بیشتر انرژی و آلودگی محیط زیست شد. بنابراین، بسیاری از محققان بر طراحی و اجرای دستگاه هایی که در منابع انرژی تجدیدپذیر استفاده می شوند تمرکز کرده اند. یکی از منابع انرژی ارزان، در دسترس و تمیز، نور خورشید است. سلول های خورشیدی برای تبدیل نور خورشید به انرژی الکتریکی با استفاده از انرژی تابش طیف از نور خورشید استفاده می کنند. از مواد نیمه رسانای مختلف به طور گسترده ای برای طراحی سلول های خورشیدی استفاده می شود. سلول های خورشیدی تک پیوند ارزان هستند اما این ساختارهای ساده کارایی محدودی دارند. اما در مقابل ساختارهای چند پیوندی چون قسمت های گسترده طول موج نور خورشید را جذب می کنند کارایی بالاتری دارند. سلول های خورشیدی پتانسیل خوبی برای استفاده گسترده به عنوان منابع انرژی پاک با هزینه کم دارند. از زمان توسعه جدی فن آوری در دهه 1950، ساختارهای مختلفی با استفاده از مواد مختلف نیمه هادی مختلف توسط محققان مورد مطالعه قرار گرفته است تا کارایی تبدیل بالاتری دست یابند. در این پایان نامه هدف ما بررسی ساختارهای بهینه برای افزایش کارایی سلول های خورشیدی می باشد. به دلیل ویژگی های منحصر به فرد سلول های خورشیدی CIGS و بازده بالای آن ها، تحقیقات در مورد این سلول ها ادامه دارد. در سلول های خورشیدی CIGS، روش های مختلفی برای افزایش کارایی سلول مورد بررسی قرار گرفته است، از جمله تغییر غلظت Ga، نسبتIn، تغییر باند گپ، استفاده از ساختار چند لایه، تغی