شبیه سازی عددی رشد ترک در لایه شیشه ای سلول خورشیدی گالیوم-آرسناید

سلول های خورشیدی فضایی معمولا از جنس گالیوم-آرسناید ساخته شده و کاربرد بسیار زیادی دارند. آرایه های فوتوولتاییک، الکتریسیته پایدار و تجدیدپذیری را تولید می کنند که عمدتا در موارد عدم وجود شبکه انتقال و توزیع الکتریکی کاربرد دارند. مشابه یک کامپوزیت لایه ای، سلول های خورشیدی از لایه های مختلفی مانند لایه شیشه ای، لایه شفاف، لایه سیلیکون منفی و لایه سیلیکون مثبت تشکیل می گردند. لایه شیشه ای یکی از مهم ترین لایه های تشکیل دهنده سلول خورشیدی بوده که در معرض مستقیم تابش انرژی خورشید قرار گرفته و در طی یک شبانه روز تغییرات دمایی زیادی را تجربه می کند. به دلیل متفاوت بودن ضرایب انبساط حرارتی لایه های مختلف، به وجود آمدن ترک در لایه شیشه ای امری محتمل است. وجود یک یا چند ترک اولیه میکروسکوپی در این لایه و گرادیان شدید دمای محیط منجر به رشد ترک و در نتیجه شکست یا تخریب لایه شیشه ای و هم چنین عملکرد نادرست سلول خورشیدی خواهد گردید. در این تحقیق رشد ترک در لایه شیشه ای سلول خورشیدی به روش اجزای محدود توسعه یافته شبیه سازی شده و تاثیر طول، مکان و زاویه ترک اولیه و هم چنین ضخامت و ابعاد لایه بررسی می گردد. نتایج شبیه سازی های عددی آشکار می کند که از بین پارامترهای فوق، ابعاد لایه شیشه ای محافظ بیشترین تاثیر را در رشد ترک دارد.