افزایش بازدهی سلول خورشیدی CIGS با ترکیب مناسب لایه ‎های بافر CdS و CdSe: شبیه ‎سازی به وسیله نرم افزار Silvaco

یکی از لایه ‏‏های اصلی در ساخت سلول‎های خورشیدی لایه نازک سلنید گالیوم ایندیوم مس (CIGS)، لایه بافر است. لایه بافر باعث افزایش مقدار جذب و کاهش بازترکیب‎های سطحی می‎شود. لذا سلول خورشیدی به میزان بیشتری حامل‏‏های بار تولیدشده را جذب می کند و موجب افزایش بازدهی در آن می‎‎شود. در این پژوهش با استفاده از نرم‎افزار شبیه‎ ساز سیلواکو، لایه ‎های کادمیوم سولفید (CdS) و کادمیوم سلنید (CdSe) به عنوان لایه بافر در ساختار مدل‎سازی شده و تاثیر ترکیب‎های مختلف از این دو لایه بر روی پارامتر‏های JSC, VOC, FF, η بررسی شده است. نتایج اولیه نشان داد که افزایش ضخامت در لایه بافر می‎تواند بازدهی سلول را کاهش دهد. ادامه شبیه‎ سازی‎ها نشان داد در شرایطی که لایه کادمیوم سلنید نزدیک به لایه جاذب (CIGS) باشد، حالت بهینه برای لایه بافر، متشکل از 40 نانومتر از کادمیوم سولفید و 10 نانومتر از کادمیوم سلنید است و می‎تواند بازدهی را به 19/25% افزایش دهد. همچنین نمودار انرژی نشان داد که در حالت بهینه، حرکت الکترون‎ها و حفره ‎ها به صورت فرایند آبشاری و بدون سد اتفاق می‏افتد که موجب افزایش قابل توجه بازدهی شده است.