Successfully reported this slideshow.
Skaitmeninis nitridinių saulės elementų modeliavimas PC1D, nextnano3 programomis Puslaidininkių fizikos katedra Bakalauro ...
Motyvacija <ul><li>Žmonijos energetikos problemos: </li></ul><ul><ul><li>Poreikiai nuolat auga </li></ul></ul><ul><ul><li>...
Energijos nuostoliai s aul ės elemente <ul><ul><li>Šviesa, kurios kvanto energija mažesnė nei draustinių energijų tarpas n...
Tandeminis  s aul ės elementas
Modeliavimas <ul><ul><li>Mažinami tyrimų, bei gamybos kašt ai ; </li></ul></ul><ul><ul><li>Greitinamas tobulinimo procesas...
Idealaus  SE  su viena p-n sandūrą efektyvumo priklausomybė nuo  Eg  <ul><li>Testinis modeliavimas </li></ul><ul><li>Maksi...
M uodeliuojamo prietaiso struktūra  vartojama poliarizacijos efektui tirti <ul><li>Tipinė saulės elemento struktūra šiuo m...
Be poliarizacijos Su poliarizacija <ul><li>Poliarizacijos efektas turi didelę įtaką saulės elemento veikimui. </li></ul><u...
Saulės elemento struktūros tobulinimas <ul><li>Pakeista elemento struktūra įterpiant InGaN sluoksnius su skirtingom In kon...
<ul><li>Įterpiant InGaN sluoksnius panaikinta neigiama poliarizacijos efekto įtaka. </li></ul><ul><li>Sumodeliuotas proble...
<ul><li>PC1D programa nesugeba suskaičiuoti voltamperinės charakteristikos esant poliarizacijai. </li></ul><ul><li>Naujai ...
<ul><li>Įterpiant laipsninškai kintančios InGaN sluoksnį panaikinta neigiama poliarizacijos efekto įtaka. </li></ul><ul><l...
<ul><li>Voltamperinė ckarakteristika parodo, kad A struktūros našumas yra  ~  1 %, o B ir C  ~  2 %. </li></ul><ul><li>Pol...
<ul><ul><li>Modeliuojant  PC1D programa  saulės elementą, sudarytą iš vienos p-n sandūros, buvo įsitikinta, kad tokio elem...
Ačiū už dėmesį...
Upcoming SlideShare
Loading in …5
×

Skaitmeninis krūvininkų dinamikos saulės elementuose modeliavimas pc1 d programa bakalauras

540 views

Published on

InGaN saulės elementų modeliavimas nextnano3 PC1D programomis

Published in: Education
  • Be the first to comment

  • Be the first to like this

Skaitmeninis krūvininkų dinamikos saulės elementuose modeliavimas pc1 d programa bakalauras

  1. 1. Skaitmeninis nitridinių saulės elementų modeliavimas PC1D, nextnano3 programomis Puslaidininkių fizikos katedra Bakalauro darbas Darbo vadovas: Dr. Tadas Malinauskas Algimantas Časas
  2. 2. Motyvacija <ul><li>Žmonijos energetikos problemos: </li></ul><ul><ul><li>Poreikiai nuolat auga </li></ul></ul><ul><ul><li>Ištekliai mažėja </li></ul></ul><ul><ul><li>Šiltnamio efektas </li></ul></ul><ul><li>Saulės energija: </li></ul><ul><ul><li>Neišsenkantis šaltinis </li></ul></ul><ul><ul><li>Kaina kol kas didesnė, bet nuolat mažėja </li></ul></ul><ul><li>InGaN saulės elementai: </li></ul><ul><ul><li>Žada didelį efektyvumą </li></ul></ul><ul><ul><li>Didelis cheminis , radiacinis atsparumas </li></ul></ul><ul><ul><li>Daugybė neišspręstų technologinių problemų </li></ul></ul>
  3. 3. Energijos nuostoliai s aul ės elemente <ul><ul><li>Šviesa, kurios kvanto energija mažesnė nei draustinių energijų tarpas nėra sugeriama </li></ul></ul><ul><ul><li>Fotono energijos perviršis lyginant su E g virsta šiluma </li></ul></ul><ul><ul><li>Saulės elemento su vieną p-n sandūra efektyvumas negali viršyti 31%. </li></ul></ul>
  4. 4. Tandeminis s aul ės elementas
  5. 5. Modeliavimas <ul><ul><li>Mažinami tyrimų, bei gamybos kašt ai ; </li></ul></ul><ul><ul><li>Greitinamas tobulinimo procesas; </li></ul></ul><ul><ul><li>Nustatomi prietaiso struktūros optimal ū s parametrai. </li></ul></ul>
  6. 6. Idealaus SE su viena p-n sandūrą efektyvumo priklausomybė nuo Eg <ul><li>Testinis modeliavimas </li></ul><ul><li>Maksimalaus efektyvumo riba ir padėtis sutampa Shockley-Queisser detalios pusiausvyros riba </li></ul>
  7. 7. M uodeliuojamo prietaiso struktūra vartojama poliarizacijos efektui tirti <ul><li>Tipinė saulės elemento struktūra šiuo metu naudojama prototipiniuose InGaN saulės elementuose. </li></ul><ul><li>Poliarizacijos efekto analizė </li></ul>
  8. 8. Be poliarizacijos Su poliarizacija <ul><li>Poliarizacijos efektas turi didelę įtaką saulės elemento veikimui. </li></ul><ul><li>Gautas energijos juostų profilis turi ryškų barjerą. </li></ul>Poliarizacijos efekto įtaka saulės elementams
  9. 9. Saulės elemento struktūros tobulinimas <ul><li>Pakeista elemento struktūra įterpiant InGaN sluoksnius su skirtingom In koncentracijomis </li></ul>A s trukt ūra B s trukt ūra
  10. 10. <ul><li>Įterpiant InGaN sluoksnius panaikinta neigiama poliarizacijos efekto įtaka. </li></ul><ul><li>Sumodeliuotas problemos sprendimo būdas III grupės nitridų standartiniai saulės elemento struktūrai. </li></ul>Dviejų struktūrų A ir B energijos juostų diagramos b)
  11. 11. <ul><li>PC1D programa nesugeba suskaičiuoti voltamperinės charakteristikos esant poliarizacijai. </li></ul><ul><li>Naujai struktūrai C būtinas laipsininškai kintančios koncentracijos InGaN sluoksnio įterpimas. PC1D neturi tokių galimybių. </li></ul>B struktūros tobulinimas B Strukt ūra C Strukt ūra
  12. 12. <ul><li>Įterpiant laipsninškai kintančios InGaN sluoksnį panaikinta neigiama poliarizacijos efekto įtaka. </li></ul><ul><li>Sumodeliuotas problemos sprendimo būdas III grupės nitridų standartiniai saulės elemento struktūrai vartojant nextnano3 programą. </li></ul>Dviejų struktūrų B ir C energijos juostų diagramos b)
  13. 13. <ul><li>Voltamperinė ckarakteristika parodo, kad A struktūros našumas yra ~ 1 %, o B ir C ~ 2 %. </li></ul><ul><li>Poliarizacijos barjeras A modeliavimų struktūroje trugdo kr ūvininkų surinkimui . </li></ul>Trijų struktūrų A, B ir C voltamperinės charakteristikos
  14. 14. <ul><ul><li>Modeliuojant PC1D programa saulės elementą, sudarytą iš vienos p-n sandūros, buvo įsitikinta, kad tokio elemento maksimalus efektyvumas neviršija 30% kai draustinės juostos tarpas yra apie 1. 1 eV ir atitinka Shockley-Queisser suskaiciuot ą rib ą . </li></ul></ul><ul><ul><li>Modeliavimas parodė, kad tipinėse saulės elementų struktūrose pagamintuose iš III grupės nitridų, poliarizacijos sukeltas elektrinis laukas yra priešingas p-n sandūros laukui, dėl to drastiškai sumažina krūvininkų surinkimo efektyvumą. </li></ul></ul><ul><ul><li>Įterpiant papildomus InGaN sluoksnius su tarpine In koncentracija galima sumažinti arba visai panaikinti neigiamą poliarizacijos įtaką. </li></ul></ul>I švados:
  15. 15. Ačiū už dėmesį...

×