بررسی عوامل افزایش بازده در سلول خورشیدی ناهمجنس با نقاط کوانتومی

ضخامت لایه نقاط کوانتومی و نیمه رسانای شفاف با شکاف بزرگ، میزان ناخالصی لایه نقاط کوانتومیو نوع فلز آند از جمله عوامل تاثیرگذار بر بازده سلول های خورشیدی نقطه کوانتومی ناهمجنس (HQDSC) می باشند. در این مقاله با استفاده از نرم افزار کامسول نسخه 4/5، ابتدا سلولی شامل یک لایه از نقاط کوانتومی سولفید سرب (PbS) پوشیده از لیگاندهای کوتاه و یک لایه نیمه رسانای اکسید روی (ZnO) و آندی از جنس طلا شبیه سازی شد و بازده تبدیل توان (PCE) 2.62 درصد برای پیوند شاتکی و 7.95 درصد برای پیوند اهمی میان لایه نقاط کوانتومی و فلز آند به دست آمد. سپس، میزان ناخالصی لایه PbS با چگالی (cm-3) 1015 و 1016 و 1017 بررسی شد که بیشترین بازده به میزان 7.95 درصد با انتخاب چگالی ناخالصی  cm-31016، در حالت پیوند اهمی به دست آمد. بررسی تاثیر تغییر ضخامت لایه نقاط کوانتومی از 50 نانومتر تا 100 نانومتر نشان داد که بهبود بازده از مقدار 2.1 درصد به 2.91 درصد در حالت پیوند شاتکی و از مقدار 7 درصد به 8.12 درصد در حالت پیوند اهمی می شود، که به دلیل افزایش طول ناحیه تهی و در نتیجه افزایش میدان در محل پیوند است. با بررسی تاثیر تغییر ضخامت لایه نیمه رسانای ZnO از مقدار 70 نانومتر تا 150 نانومتر، کاهش بازده از 9.4 درصد به 6 درصد رسید که ناشی از محدودیت طول نفوذ اکسیتون ها و جذب و بازترکیب آن ها، پیش از رسیدن به اتصال های فلزی آند و کاتد است.