متن کامل خبر


 
جلسه دفاع از پایان‏ نامه: فاطمه تقیان، گروه مهندسی الکترونیک

خلاصه خبر:

  • عنوان: طراحی و تحلیل نانوآنتن های پلاسمونی برای کاربرد در سلولهای خورشیدی
  • ارائه‌کننده: فاطمه تقیان
  • استاد راهنما: دکتر وحید احمدی
  • استاد ناظر خارجی: دکتر کامبیز عابدی، دکتر سیده مهری حمیدی (دانشگاه: شهید بهشتی)
  • استاد ناظر داخلی: دکتر محمدکاظم مروج فرشی، دکتر سارا درباری
  • استاد مشاور: دکتر لیلا یوسفی
  • مکان: دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر (اتاق جلسات)
  • تاریخ: 1395/6/17
  • ساعت: 17

چکیده
در این رساله، روش جدیدی برای به دام انداختن نور در لایه فعال سلول خورشیدی لایه نازک سیلیکونی پیشنهاد شده است. در این روش، نانوآنتن پلاسمونی هیبریدی موج رونده در ساختار سلول خورشیدی لایه نازک به منظور بهبود جذب نور در سلولهای خورشیدی پیشنهاد شده است. با استفاده از آنتن اپتیکی موج رونده پیشنهادی به عنوان اتصال پشتی سلول خورشیدی لایه نازک، نور تابشی که در راستای عمودی حرکت می‌کند توسط نانوآنتن برای حرکت در راستای عرضی جهت دهی می‌شود. تئوری فلوکه به همراه تئوری پلاسمون سطحی برای طراحی نانوآنتن استفاده شده است و تحلیل عددی تمام موج سه بعدی FDFD به منظور اعتبارسنجی طراحی آنتن استفاده می‌شود. مشخصات سلول خورشیدی پیشنهادی نیز با استفاده از روش FDTD به دست آمده است. نتایج شبیه سازی نشان می‌دهد که با استفاده از نانوآنتن پیشنهادی به عنوان اتصال پشتی سلول خورشیدی، جذب در فرکانسهای فرابنفش، فروسرخ و محدوده مرئی طیف خورشید بهبود می‌یابد و جریان اتصال کوتاه سلول خورشیدی %39 و %34 نسبت به جریان اتصال کوتاه سلول خورشیدی بدون نانوآنتن برای هر دو نور قطبیده TM و TE بهبود می‌یابد. سپس، بهینه¬سازی شکل شکاف با قرار دادن شکل شکاف انحنادار در لایه نقره صورت می¬گیرد. با توجه به ساختار سه بعدی شکل شکاف و بهینه سازی صورت گرفته برای ساختار، بهبود جذب پهن باند و وابستگی بسیار کم به قطبش و زاویه نور فرودی با جفت¬شدگی نور تابشی به مودهای موجبری صفحه‌ای و تحریک مودهای پلاسمون پلاریتون ترکیبی در طول موجهای مختلف در لایه فعال سلول خورشیدی خواهیم داشت. نتایج شبیه سازی برای شکل شکاف انحنادار، بهبود جریان اتصال کوتاه %42 را نشان می‌دهد. با طراحی مناسب شکل شکاف می‌توان جذب پهن¬باندتری از طیف خورشید را با استفاده از نانوآنتن پلاسمونی هیبریدی موج رونده داشت. پس از آن به بررسی تأثیر تشدید پلاسمون سطحی محلی تحریک شده توسط نانوذرات فلزی بر روی عملکرد نانوآنتن پلاسمونی ترکیبی موج رونده پرداخته می‌شود و عملکرد سلول خورشیدی با تحریک همزمان پلاسمونهای سطحی محلی و پلاسمون پلاریتونهای هیبریدی موج رونده بررسی می¬شود. نتایج نشان می¬دهد، با تحریک همزمان این مودها، جریان اتصال کوتاه سلول خورشیدی را می¬توان تا %70 افزایش داد. همچنین مودهای پلاسمون محلی نانوذرات، باعث کاهش تحریک مودهای پلاسمون هیبریدی نانوآنتن موج رونده شده و راندمان نانوآنتن پلاسمونی هیبریدی کاهش می¬یابد. پس از انجام این تحلیلها به منظور بررسی عملی ایده استفاده از نانوآنتنهای پلاسمونی هیبریدی موج رونده به طراحی، ساخت و اندازه گیری پارامترهای ساختار سلول خورشیدی آلی بهبود یافته با استفاده از نانوآنتنهای پلاسمونی هیبریدی با همکاری خانم کوبو در آزمایشگاه متامتریال RIKEN ژاپن پرداخته می‌شود.
کلمات کلیدی

17 شهریور 1395 / تعداد نمایش : 580