ساخت سلول خورشیدی با اصتال pn بوسیله لایه نشانی از نوع رونشستی باریکه مولکولی (mbe)
چکیده
هدف از این پایان نامه طراحی و رشد سلول خورشیدی با ساختار pn از جنس نیمه هادی گالیم آرسناید به روش باریکه مولکولی (mbe) می باشد. اساس تولید انرژی الکتریکی در سلولهای خورشیدی پدیده فتوولتائیک است که طی آن در یک دیود pn برای تبدیل نور به انرژی الکتریکی نیاز است تا الکترونها و حفره های تولید شده توسط نور از یکدیگر جدا شوند و هرکدام به یکی از اتصالهای خارجی هدایت شود. برای تحقیق این امر به یک میدان الکتریکی داخلی نیاز است که در نیمه هادی تولید شود و این نیز با استفاده از پیوند دیودی امکان پذیر است. در این پایان نامه سعی بر اینست که اصول اساسی سلولهای خورشیدی iii-v مرور شود و به این منظور به بررسی اثر تابش نور بر نیمه هادی و پیوند دیودی و نیز روابط و پارامترهای مهم در سلولهای خورشیدی دیودی پرداخته شود. رشد لایه های گالیم آرسناید به روش mbe استفاده شده است. در این روش که تحت خلا بسیار بالای 7-10 تور می باشد. باریکه های مولکولی عناصر گالیم آرسناید و ناخالصی نوع n سلیسیم بر روی سطح زیر لایه داغ بلور گالیم آرسناید با جهت بلوری (001) نشانده شده است. طی این آزمایشها سه لایه به نامهای l122np2 (پیوند pn ) l120pd31 (پیوند pn ) و 0l120pd3 رشد داده شد.در لایه اول ضخامت لایه رشد داده شده (n) 2 میکرومتر و میزان غلظت الکترونها 16 10 بر سانتی متر مکعب می باشد و با اندازه گیریهایی که با تابش نور توسط یک چراغ آزمایشگاهی با توان فوتونهای تابش شده 14,6412 mw/cm2 صورت گرفت و با توجه به مساحت قطعه (60،6 سانتی متر مربع) بازده 86/13 درصدی بدست آمد و برای مورد دوم ضخامت لایه رشد شده 25/0 میکرومتر و میزان غلظت الکترونهای لایه n 17 10 5،7 بر سنتی متر مکعب می باشد و با توجه به مساحت (60، 0 سانتی متر مربع) بازده 3/21 درصدی بدست آمد. اما قطعه سوم یک پیوند pin می باشد که در ابتدا یک لایه n با ضخامت 9/0 میکرومتر با غلظت تقریبا 16 10 *3، 0 بر سانتی متر مکعب بر روی لایه p رشد داده شد و سپس یک لایه n دیگر البته با غلظت به مراتب خیلی بیشتر از لایه n اولی (17 10 5، 6 ) n و با ضخامت 1. 0 میکرومتر بر روی لایه n اولی رشد داده شد و با توجه به مساحت قطعه (1. 0 سانتی متر مربع) بازده 2/18 درصدی بدست آمد. در ادامه همین اندازه گیریها اندازه گیریهای منحنی i-v, c-v و منحنی های غلظت برحسب ناخالصی برای هر قطعه بدست آمدند و برای لایه l120 pd31 نتیجه اندازه گیری اثر هال بدست آورده شد که قابلیت تحرک الکترونهای این لایه 3848,7 cm2/v.s حاصل گردید.