اثر اعمال نانو فیلم کربن شبه الماسی بر بازدهی سلول‌های خورشیدی سیلیکونی

فرآیندهای نوین در مهندسی مواد

مقاله 2، دوره 9، شماره 2، شهریور 1394، صفحه 9-15

نوع مقاله: علمی-پژوهشی

نویسندگان

اکبر اسحاقی^{* 1}؛ فخرالدین مجیری²؛ اسماعیل کرمی²؛ ایمان ابراهیم زاده³

¹استادیار، دانشکده مهندسی مواد، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، اصفهان

²کارشناسی ارشد دانشکده مهندسی مواد، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، اصفهان

³مربی، عضو هیأت علمی، دانشکده مهندسی مواد، واحد نجف آباد، دانشگاه آزاد اسلامی، نجف آباد، اصفهان

چکیده

لایه­ نازک کربن شبه الماسی به علت خاصیت ضد بازتابی که دارند به منظور افزایش بازدهی سلول­های خورشیدی استفاده می­گردد. در این تحقیق نانو فیلم کربن شبه الماسی با ضخامت 80 نانومتر بر سلول خورشیدی سیلیکونی نوع P به روش رسوب شیمیایی از فاز بخار تقویت شده با پلاسما (PECVD) از مخلوط گازهای هیدروژن و متان لایه نشانی شد. خواص اپتیکی پوشش به وسیله دستگاه بیضی سنجی وUV-VIS-NIR Recording Spectro Photometer ارزیابی شد. بازدهی سلول خورشیدی قبل و بعد از لایه نشانی به وسیله دستگاه شبیه ساز خورشیدی مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد با اعمال کربن شبه الماسی بر سلول­های خورشیدی سیلیکونی، بازدهی به میزان بیش از 32 درصد افزایش می­یابد.

کلیدواژه‌ها

نانو فیلم؛ کربن شبه الماسی؛ سلول‌ خورشیدی سیلیکونی؛ بازدهی؛ PECVD

مراجع

[1]     M. Allon-Alaluf, “The influence of diamond-like carbon films on the properties of silicon solar cells”, Thin Solid Films, Vol. 303, pp. 273-276, 1997.

 [2]     N. I. Klyui,“Silicon solar cells with antireflection diamond-like carbon and silicon carbide films”, Solar Energy Materials & Solar Cells, Vol. 72, pp. 597-603, 2002.

 [3]     V. G. Litovchenko, “Solar Cells Based on DLC Film – Si Structures for Space Application”, Solar Energy Materials & Solar Cells, Vol. 68, pp. 55-70, 2001.

 [4]     S. Aisenberg & R. Chabot,“Ion‐Beam deposition of Thin Films of Diamond like Carbon”, Journal of Applied Physics, Vol. 42, pp. 2953, 1971.

 [5]     E. G. Spencer, P. H. Schmidt, D. C. Joy & F. J. Sansalone, “Ion‐beam deposited polycrystalline diamondlike films”, Applied Physics Letters, Vol. 29, pp. 118, 1976.

 [6]     J. Robertson, “Diamond-like amorphous carbon”, Materials Science and Engineering, Vol. 37, pp. 129-281, 2002.

 [7]     Omer, S. Adhikari, S. Adhikary, H. Uchida & M. Umeno,“Effects of iodine doping on optoelectronic properties of diamond-like carbon thin films deposited by microwave surface wave plasma CVD”, Diamond and Related Materials, Vol. 13, pp. 2136, 2004.

 [8]     E. Amanatides & D. Mataras, “Electrical and optical properties of CH₄/H₂ RF plasmas for diamond-like thin film deposition”, Diamond and Related Materials, Vol. 14, pp. 292, 2005.

 [9]     S. R. P. Silva, “Properties of Amorphous Carbon”, Emis Data Reviews Series 29, Chap. 10, pp. 326, 2003.

 [10] Grill, “Amorphous carbon based materials as the interconnect dielectric in ULSI chips”, Diamond and Related Materials, Vol. 10, pp. 234, 2001.

 [11] S. P. Louh, I. C. Leu & M. H. Hon, “Preparation and characterization of plasma deposited para-xylene a-C:H films with low dielectric constant”, Diamond and Related Materials, Vol. 14, pp. 1005-1009, 2005.

 [12] V. Anita, T. Butuda, T. Maeda, K. Takizawa, N. Saito & O. Takai, “Effect of N doping on properties of diamond-like carbon thin films produced by RF capacitively coupled chemical vapor deposition from different precursors”, Diamond and related Materials, Vol. 13, pp. 1993-1996, 2004.

 [13] J. Kim & C. Lee, “Dependence of the Physical Properties DLC Films by PECVD on the Ar Gas Addition”, Journal of the Korean Physical Society, Vol. 42, pp. S956-S960, 2003.

[14] P. Sibiya, “Nanostructured diamond-like carbon by dual pulsed laser ablation-pulsed gas feeding”, Master of Sciences thesis, University of Zululand, 2007.

[15] Shirakura, M. Nakaya, Y. Koga, H.i Kodama, T. Hasebe & T. Suzuki, “Diamond-like carbon films for PET bottles and medical applications”, Thin Solid Films, Vol. 494, pp. 84 – 91, 2006.

 [16] R. Jethanandani, “The Development and Application of Diamond.Like Carbon Films”: overview, http://www.tms.org/pubs/ journals/J Ea/jem.html, 1997.

 [17] N. I. Klyui et al, “Improvement of solar cells efficiency and radiation stability by deposition of diamond-like carbon films”, world renewable energy cogress, Sweden-2011.

 [18] B. A. Campbell & S.W. Mccandless, “Introduction of space sciences and spacecraft applications”, 1rd edition, Gulf Publishing Company Houston, Texas, pp. 2-20, 1996.

 [19] Z. Q. Ma, B. X. Liu, “Boron-doped diamond-like amorphous carbon as photovoltaic films in solar cell”, Solar Energy Materials & Solar Cells, Vol. 69, pp. 339-344, 2001.

 [20] M. H. Oliveira, “Diamond like carbon used as antireflective coating on crystalline silicon solar cells”, Diamond & Related Materials, Vol. 18, pp. 1028–1030, 2009.

 [21] M. Umeno, S. Adhikary, “Diamond-like carbon thin films by microwave surface-wave plasma CVD aimed for the application of photovoltaic solar cells”, Diamond & Related Materials, Vol. 14, pp. 1973 – 1979, 2005.

 [22] E. Silverman, “Space environmental effects on spacecraft: LEO materials selection guide”, TRW Space Electronics croups, NASA Contractor report 4661 part1, California, August, pp.128-486, 1995.