فهرست مطالب

  • Volume:14 Issue:4, 2015
  • تاریخ انتشار: 1393/11/28
  • تعداد عناوین: 6
|
  • مقاله پژوهشی کامل
  • مهدی فصیح بیکی*، فرهاد برومند صفحات 1-5
    از SWCNT به عنوان لایه میانه (Buffer) جهت بهبود عملکرد سلولهای خورشیدی پلیمری (Polymer Solar Cells) استفاده شده است. لایه میانه (Buffer) بین لایه فعال و الکترود کاتد در سلولهای خورشیدی با ساختار PET/ITO/PEDOT:PSS/MEH-PPV:C60 (1:2)/SWCNT/Al قرار گرفته است. SWCNT ها همانند تونل هایی برای کمک به جمع آوری الکترون ها توسط الکترود کاتد و ممانعت از حرکت تصادفی الکترونها عمل می کنند که موجب کاهش بازترکیب در مرز بین لایه ها پس از تفکیک بارها می شود. با پیاده سازی این روش جریان اتصال کوتاه سلولهای خورشیدی ساخته شده بسته به نوع حلال از 20% تا 40% افزایش یافته و ولتاژ مدار باز به میزان کمی کاهش پیدا می کند. از آنجا که نوع حلال استفاده شده تاثیر مهمی در ویژگیهای سلولهای خورشیدی ساخته شده دارد، لایه فعال به روش لایه نشانی چرخشی با استفاده از سه حلال مختلف Chlorobenzene و 1,2-Dichlorobenzene و Toluene ساخته شد. بهترین عملکرد از قطعه ساخته شده با استفاده از حلال Chlorobenzene حاصل شد. توان های خروجی حاصله با استفاده از حلالهای Chlorobenzene و 1,2-Dichlorobenzene و Toluene به ترتیب μW/cm2 10.04 و μW/cm2 7.59 و μW/cm2 1.74 بوده است.
    کلیدواژگان: سلولهای خورشیدی پلیمری، الکترود کاتد، لایه میانه، لایه فعال، توان خروجی
  • هادی بشیری، محمد عظیم کرمی*، شهرام محمد نژاد صفحات 6-14
    در این مقاله طراحی و بهینه سازی سلول خورشیدی سیلیکونی مونو کریستال برای حصول حداکثر بازدهی انرژی تابشی خورشیدی به انرژی الکتریکی انجام شده است. ‍پارامترهای مختلفی مانند غلظت ناخالصی ها ، ضخامت و ابعاد هرم های ایجاد شده بر روی سطح مورد مطالعه قرار گرفته است. از یک روش نیمه تحلیلی برای محاسبه پارامترهای خروجی سلول خورشیدی و همچنین از شبیه سازی عددی برای بهینه سازی سلول خورشیدی استفاده شده است.در نهایت مقدار ولتاژ مدار باز 761 میلی ولت، چگالی جریان اتصال کوتاه 40.1 میلی آمپر بر سانتی متر مربع و بازدهی 26.3 درصد برای سلول خورشیدی بهینه شده به دست آمد. بهینه سازی انجام شده منجر به افزایش بازدهی سلول خورشیدی تا %1.3 نسبت به کارهای مشابه گذشته شده است.
  • محمدجواد محمدزمانی، محمدکاظم مروج، فرشی*، محمد نشاط صفحات 15-23
    در این مقاله یک نسل جدید از منبع ترکیب کننده نوری تراهرتز آرایه ای شکل بدون آنتن و منبع بایاس ارائه شده است. این منبع از ساختارهای توری شکل فلز-نیمه هادی-فلز (MSM) متناوب و با فلزات نامشابه و با اندازه دوره تناوب کوچکتر از طول موج ساخته شده است که در رژیم نوری میدان نزدیک کار میکند. ما نشان می دهیم که با استفاده از مزایای اثرات ابعاد کوچک در اپتیک میدان نزدیک و الکتروستاتیک، توان تراهرتز تا اندازه 104 برابر در مقایسه با یک منبع آرایه ای با ابعاد مشابه و عمل کننده در رژیم میدان دور قابلیت افزایش دارد. ما نشان می دهیم که با یک انتخاب مناسب برای پارامترهای توری MSM در این منبع تراهرتز، اولین مد رزونانس پلاسمونیکی موجود در کاواکهای تشکیل شده در نانو شکاف های بین دوMSM مجاور می تواند جذب نوری میدان نزدیک و در نتیجه تولید حامل نوری در ناحیه فعال زیر شکاف ها را افزایش دهد. به عبارت دیگر، این حامل های نوری بوسیله میدانهای الکتریکی بزرگ درون ساخت بوجود آمده بوسیله دو سد شاتکی نامتقارن در زیر نانوشکاف ها شتاب داده می شوند تا توان تراهرتز بزرگ مورد دلخواه را تولید کنند که عمدتا به سمت پایین افزاره تشعشع پیدا میکند. یک روش شبیه سازی عددی ترکیبی برای مدلسازی و تحلیل این پدیده استفاده می شود.
  • مریم سنایی، عباس ظریفکار* صفحات 24-34
    در این مقاله، مدلی تئوری جهت بررسی مشخصه های پاسخ مدولاسیون، نویز شدت نسبی و نویز فاز لیزرهای نقطه کوانتمی با تزریق تونلی و طول موج 55/1 میکرومتر ارائه شده است. با استفاده از مدل سیگنال کوچک مبتنی بر معادلات نرخ حامل ها و فوتون ها، رفتار مدولاسیون و نویز این لیزرها شبیه سازی شده است. شبیه سازیها گویای آن است که پاسخ مدولاسیون لیزر نقطه کوانتمی، در ساختارهای با تونل زنی بهبود می یابد که این نتیجه با آنچه به طور تجربی گزارش شده، مطابقت دارد. در واقع، نشان داده می شود که به واسطه تونل زنی مستقیم حاملها از داخل یک سد به تراز پایه، پاسخ مدولاسیون بهتر و پهنای باند 3 دسیبل بیشتری حاصل می گردد. به علاوه، محاسبات نشان دهنده آن است که سطح نویز شدت نسبی این نوع لیزرها در نتیجه ی کاهش جمعیت حامل ها در ترازهای برانگیخته و وتینگ، افزایش می یابد. با این حال، سطح نویز فاز و پهنای خط، مقادیری مشابه با لیزرهای نقطه کوانتمی معمولی را دارد.
    کلیدواژگان: لیزر نقطه کوانتمی با طول موج 55، 1 میکرومتر، تزریق تونلی، نویز شدت نسبی، نویز فاز، پاسخ مدولاسیون
  • بابک جانجان، عباس ظریفکار*، مهدی میری صفحات 35-39
    در این مقاله یک مدولاتور نوری ماخ زندر فشرده و سریع با انرژی مصرفی خیلی کم مبتنی بر موجبر هیبرید پلاسمونیکی ارائه می شود. در مقایسه با ساختارهای مبتنی بر موجبرهای دی الکتریک، ثابت انتشار بزرگ مدهای نوری در موجبرهای هیبرید پلاسمونیکی، طول انتشار لازم برای حصول اختلاف فاز مورد نیاز جهت عملکرد صحیح تداخلگر ماخ زندر را کاهش می دهد. از سوی دیگر، محصور شدگی شدید نور در موجبر هیبرید پلاسمونیکی، تحقق خم های نسبتا کوتاه (با شعاع خم کوچک) و اتصالات Y شکل فشرده را تسهیل می کند که به نوبه خود سبب کاهش ابعاد کلی مدولاتور می شود. نتایج شبیه سازی ها سرعت مدولاسیون بیشتر از 1 تراهرتز و انرژی مصرفی بسیار کم در حدود 17 فمتو ژول به ازای هر بیت را در تئوری نشان می دهد. به علاوه، با اعمال ولتاژی بین 3- و 3 ولت در یک آرایش پوش پول، عمق مدولاسیون به بزرگی 25 دسیبل قابل دستیابی است. بدون در نظر گرفتن ابعاد الکترودها ، ابعاد کلی ساختار درحدود 120 میکرومتر مربع است که بسیار کوچکتر از مدولاتورهای ماخ زندر معمول است.
    کلیدواژگان: موجبر هیبرید پلاسمونیکی، تداخلگر ماخ زندر، مدولاتور نوری
  • سید رضا موحد قدسی نیا، علی یزدیان ورجانی*، مصطفی محمدیان، رضا بیرانوند صفحات 40-51
    در این مقاله پیکربندی جدیدی برای منابع تغذیه بدون وقفه تبدیل دلتا پیشنهاد شده است که می تواند به استفاده بهینه از اینورترهای منابع تغذیه بدون وقفه مذکور کمک نماید. در این پیکربندی اینورترهای سری و موازی منبع تغذیه بدون وقفه دلتای معمولی در شرایط خطای شبکه با یکدیگر موازی شده که این مورد کمک می نماید که بار توسط هر دو اینورتر تغذیه شده و در واقع از ظرفیت اینورتر سری نیز در این شرایط استفاده شود. بنابراین با استفاده از پیکربندی پیشنهادی نه تنها ظرفیت کلی اینورترهای موجود کاهش می یابد بلکه هزینه کلی سیستم نیز کاهش خواهد یافت. در پیکربندی پیشنهادی هر دو اینورتر ظرفیت و مشخصات یکسانی داشته که موجب ماژولار شدن سیستم می گردد. این موضوع سبب سهولت در نگهداری و کاربرد و همچنین کاهش هزینه های ساخت و تولید منبع تغذیه بدون وقفه پیشنهادی می گردد. پیکربندی پیشنهادی همچنین باعث افزایش قابلیت اطمینان کلی سیستم می گردد. برای نشان دادن عملکرد صحیح پیکربندی پیشنهادی، شبیه سازی هایی تحت شرایط مختلف ارائه شده است. نتایج حاصل از شبیه سازی ها موفقیت پیکربندی پیشنهادی را تایید می نماید.
    کلیدواژگان: منبع تغذیه بدون وقفه(UPS)، UPS تبدیل دلتا، اینورتر موازی
|
  • Mehdi Fasihbeiki *, Farhad Boroumand Pages 1-5
    Single-walled carbon nano tube (SWCNT) is used as a buffer layer to improve the performance of polymer solar cells. The buffer layer is located between the active layer and the cathode electrode in the solar cell structure such as PET/ITO/PEDOT:PSS/MEH-PPV:C60 (1:2)/SWCNT/Al. SWCNTs act as tunnels to help electron collection by cathode electrode, prevent the randomly movement of electrons, leading to the reduction of recombination at the interfaces after dissociation. By implementing this method, the short circuit current (Jsc) of fabricated solar cells increases from 20% to 40% depending on the solvent and the open circuit voltage (Voc) reduces slightly. Since the type of solvent has an important effect on the properties of fabricated solar cells, the active layer was spin coated using three different solvents which were Chlorobenzene, 1, 2-Dichlorobenzene and Toluene. The best performance was achieved for the device fabricated using Chlorobenzene. The resulted output powers using Chlorobenzene, 1, 2-Dichlorobenzene and Toluene were 10.04 µW/cm2, 7.59 µW/cm2 and 1.74 µW/cm2 respectively.
    Keywords: polymeric solar cells, cathode electrode, buffer layer, active layer, output power
  • Hadi Bashiri, Mohammad Azim Karami *, Shahram Mohammad Nejad Pages 6-14
    Design and optimization of a single crystalline silicon (c-Si) solar cell is performed to achieve the maximum light conversion efficiency. Various parameters such as doping concentration and thicknesses, and geometrical dimension of surface pyramids are studied. The inverted surface pyramid is used to increase the efficiency of the solar cell, and engineered oxide layer is used as the passivation and anti-reflect layer. Semi-analytic modeling of the output parameters of the solar cell, and numerical simulation for the structures are performed for the optimization. Fill factor (FF) of 85.4%, open circuit voltage (VOC) of 761 mV, short circuit current density (JSC) of 40.1 mA/cm2 and the overall cell efficiency of 26.3% are achieved. The optimization procedure leads to 1.5% efficiency increase in compare with the similar works.
    Keywords: Index terms, silicon solar cell, efficiency, Ion implantation, Metal contact, Surface texturing
  • Mohammad Javad Mohammad Zamani, Mohammad Kazem Moravvej Farshi *, Mohammad Neshat Pages 15-23
    We propose a new generation of unbiased (bias-free) antenna-less CW THz photomixer emitters array made of asymmetric MSM gratings with subwavelength pitch, operating in optical near-field regime. We take advantage of the size effects in near-field optics and electrostatics to demonstrate the possibility of enhancing the THz power by four orders of magnitude, as compared with a similar array of the same size that operates in the far-field regime. We show that with an appropriate choice of grating parameters in such THz sources the first plasmonic resonant cavity mode in nano-slit between two adjacent MSM can enhance the optical near-field absorption and hence the photo carriers’ generation under the slit in the active medium. These photo carriers, on the other hand, are accelerated by the large built-in electric field sustained under the nano-slits by two dissimilar Schottky barriers to create the desired large THz power that is mainly radiated downward. A hybrid numerical simulation method is used to model and analyze these phenomena.
    Keywords: Photomixer, Terahertz Emitters, Metal, Semiconductor, Metal, Plasmonics, Subwave, length structures
  • Maryam Sanaee, Abbas Zarifkar * Pages 24-34
    In this paper, we have presented a theoretical model to investigate the modulation response, the relative intensity noise and the frequency noise characteristics of 1.55µm tunneling injection quantum dot (TI-QD) lasers. Using a small signal model based on the carriers and photon rate equations, the modulation and noise behaviour of these lasers are simulated. Our simulations imply that the modulation response of QD laser enhances in tunneling heterostructures, which is in agreement with the reported experimental results. In fact, it is demonstrated that due to tunneling of carriers directly to the ground state across a barrier, the modulation response enhances and the 3dB bandwidth of laser increases. Furthermore, the calculations indicate that the relative intensity noise level of this type of lasers increases due to decrease in the carrier population at the excited and wetting layer states. Meanwhile, the frequency noise level and linewidth show similar values to those in conventional QD lasers.
    Keywords: 1.55 µm QD lasers, Tunneling injection, Relative intensity noise, Frequency noise, Modulation Response
  • Babak Janjan, Abbas Zarifkar *, Mehdi Miri Pages 35-39
    In this manuscript a compact high speed optical Mach-Zehnder modulator with very low energy consumption based on hybrid plasmonic waveguide is presented. Compared to dielectric waveguide-based structures, large propagation constant of optical modes in hybrid plasmonic waveguides reduces the propagation length required for attaining necessary phase shift for proper operation of Mach-Zehnder interferometer. On the other hand, strong light confinement in hybrid plasmonic waveguide facilitates realization of relatively short bends (with small bend radius) and compact Y-junctions which in turn reduces the overall footprint of modulator. Our simulations show theoretical modulation speed of more than 1 THz and very low energy consumption about 17 fJ/bit. In addition, the modulation depths as high as 25 dB are achievable by applying voltages between 3 V and -3 V, in a push-pull configuration. Apart from electrodes, the overall footprint is about ~120 mm2 which is, based on our knowledge, very smaller than that of common Mach-Zehnder modulators.
    Keywords: Hybrid plasmonic waveguide, Mach, Zehnder interferometer, Optical modulator
  • Seyed Reza Movahhed Ghodsinya, Ali Yazdian Varjani *, Mustafa Mohamadian, Reza Beiranvand Pages 40-51
    In this paper, a new configuration for delta conversion UPS is proposed, which could help the system for better utilization of the UPS inverters. In this configuration, parallel and series inverters of the conventional delta conversion UPS, under the grid fault conditions, are connected in parallel which help to share the load power and this results in utilizing the series inverter during fault mode. Therefore, using this configuration not only decreases the total capacity of the UPS inverters, but also decreases the system total cost. In the proposed configuration, two inverters have the same sizes and specifications which results in the system modularity that simplifies its implementation and maintenance and reduces the manufacturing and life cycle cost of the UPS system. In addition, the proposed configuration increases the system reliability. To illustrate proper operation of the proposed configuration, some simulations are carried out under the different conditions. The given simulation results validate appropriate operation of the proposed configuration.
    Keywords: Delta conversion UPS, Parallel inverter, Uninterruptible power supply (UPS)