SCAPS-1D introduction and function of app.pdf

introduction and function of ap

2. 2
ﺑررﺳﯽ و ﻣﺣﺎﺳﺑﮫ ﺑﺎزده ﺳﻠول ھﺎی
ﺧورﺷﯾدی ﭘروﺳﮑﺎﯾﺗﯽﺗﻣﺎم ﻣﻌدﻧﯽ
ﺑدون ﺳرب از ﻧوع
ﭘروﭘوزالدﮐﺗرا )ﮔراﯾش ﻣﺎده ﭼﮕﺎل(
CsSnCl3

3. • ﺳﻠول ھﺎی ﺧورﺷﯾدی
•اﺛر ﻓﺗووﻟﺗﺎﺋﯾﮏ و ﻧظرﯾﮫ ﭘﯾوﻧد P-N
•ﻣﺷﺧﺻﮫ IVﯾﮏ ﺳﻠول ﺧورﺷﯾدی
• ﺳﻠول ﺧورﺷﯾدی ﺳﯾﻠﯾﮑوﻧﯽ
•ﭘروﺳﻛﺎﯾتو ﺳﻠوﻟﮭﺎيﺧورﺷﯾديﭘروﺳﻛﺎﯾﺗﻲ
•ﺗﺋوری SCAPS-1D
•ﻣراﺟﻊ
3

4. }ﺑﺣراناﻧرژیﯾﮑﯽازﻣﺳﺎﺋلﻣﮭمدردﻧﯾﺎیاﻣروزﻣﯽﺑﺎﺷدوﮐﺷورھﺎی
ﻣﺧﺗﻠﻔﯽازراھﮑﺎرھﺎیﻣﺗﻔﺎوﺗﯽﺑرایﺣلاﯾنﻣﺳﺋﻠﮫاﺳﺗﻔﺎدهﻣﯽﮐﻧﻧد.ﻣﻧﺎﺑﻊ
اﻧرژیﺗﺟدﯾدﻧﺎﭘذﯾرﻣﺎﻧﻧدﺳوﺧتھﺎیﻓﺳﯾﻠﯽﺑﮫﺳرﻋتروﺑﮫاﺗﻣﺎماﺳت.
اﺳﺗﻔﺎدهازاﯾنﻣﻧﺎﺑﻊآﻟودﮔﯽھﺎیزﯾﺳتﻣﺣﯾطﯽﺑﺳﯾﺎریﺑﮫھﻣراهداردﮐﮫ
ﻣﻧﺟرﺑﮫﺑروزﭘدﯾدهﮔرﻣﺎیﺟﮭﺎﻧﯽﻣﯽﺷود.ازاﯾنروﺗﻣﺎﯾلﺑﮫاﺳﺗﻔﺎدهاز
ﻣﻧﺎﺑﻊﺗﺟدﯾدﭘذﯾرﻣﺎﻧﻧداﻧرزیﺑﺎدواﻧرزیﺧورﺷﯾدیروﺑﮫاﻓزاﯾشﺑودهو
ﺳرﻣﺎﯾﮫﮔذاریھﺎیﮐﻼﻧﯽدرﮐﺷورھﺎیﭘﯾﺷرﻓﺗﮫﺑررویاﯾنﻧوعازﻣﻧﺎﺑﻊ
اﻧرژیاﻧﺟﺎمﺷدهاﺳت.ﮐﮫدراداﻣﮫﺑﮫآنﻣﯽﭘردازﯾم.
4
ﺳﻠول ھﺎی ﺧورﺷﯾدی

5. 5
وﻗﺗﯽ ﻧور ﺑﺗﺎﺑد
وﻗﺗﯽ ﻧور ﻧﺗﺎﺑد
ﺗوﺿﯾﺢ در اداﻣﮫ

6. ﭘروﺳﻛﺎﯾت و ﺳﻠوﻟﮭﺎي ﺧورﺷﯾدي ﭘروﺳﻛﺎﯾﺗﻲ
6
ﺳﺎﺧﺗﺎر ﻛرﯾﺳﺗﺎﻟﻲ ﭘروﺳﻛﺎﯾت ھﺎﻟوژﻧﯽ
MingzhenLiu, et al, Nature, vol: 501, 2013 ,395
ABX3A: Methylammonium
(CH3NH3),
Formamidinium
(H2NCH3NH3), Cs, …
B: Pbor Sn
X: Halogen I, Br, Cl

7. ﮔﺎف ﻧواری
ﻧوار رﺳﺎﻧش
ﻧوار ظرﻓﯾت
!≥!!
!=$%
ﺗوﻟﯾد اﻟﮑﺗرون و ﺣﻔره
1
اﯾن ﺷﻣﺎﺗﯾﮏ ﺳﺎﺧﺗﺎر ﻧواری ﯾﮏ ﻧﯾﻣﮫ رﺳﺎﻧﺎ اﺳت.
در ﻧﯾﻣﮫ رﺳﺎﻧﺎ ﭘس از ﺗﺣرﯾﮏ اﻟﮑﺗرون از ﺑﺎﻧد ظرﻓﯾت ﺑﮫ ﺑﺎﻧد ھداﯾت ﻣﯽ رود.
اﻧرژی اﻟﮑﺗرون ﺑﯾﺷﺗر
از اﻧرژی ﮔﺎف
اﻧرژی ﻓوﺗونﺗوﻟﯾدی
ﺣﻔره ﺗوﻟﯾد ﻣﯽ ﺷود

8. 2
!"=$!−$"['()*#
+*$−,
I ﺟرﯾﺎن دﯾود، I0 ﺟرﯾﺎن اﺷﺑﺎع ﻣﻌﮑوس، n ﻓﺎﮐﺗور اﯾده آل )ﺑﯾن 1ﺗﺎ 2، ﻣﻌﻣوﻻً 1ﮔرﻓﺗﮫ،VD وﻟﺗﺎژ دﯾود ﻣﯽ ﺑﺎﺷد( و %! وﻟﺗﺎژ ﺣرارﺗﯽ اﺳت
)&!="!
#(. ( ﺛﺎﺑت ﺑوﻟﺗزﻣن ﺑر ﺣﺳب )/*، + درﺟﮫ ﺣرارت ﻣطﻠق ﺑر ﺣﺳب ﮐﻠوﯾن و ,ﻣﻘدارﺑﺎراﻟﮑﺗرﯾﮑﯽ اﺳت.
ﻣدار ﻣﻌﺎدل ﯾﮏ ﺳﻠول ﺧورﺷﯾدی
"!= q#"#($$
%$&%+ $&
%&&') --,/
.-,/
/0/##"
ﺿرﯾب ﭘﺧش اﻟﮑﺗرون وﺣﻔره
طول ﭘﺧش اﻟﮑﺗرون و ﺣﻔره
ﻣﯾزان آﻻﯾش ﭘذﯾرﻧده ﮐم ﻋﻣق
ﻣﯾزان آﻻﯾش دھﻧده ﮐم ﻋﻣق
ﻣﯾزان ﻏﻠظت ذاﺗﯽ
I=!!-!"("
!(#$%&')
)*+-1) -#$%.',
',-
ﺟرﯾﺎن

9. 3
ﻣﻧﺣﻧﯽ ﺟرﯾﺎن- وﻟﺗﺎژ ﯾﮏ ﺳﻠول ﺧورﺷﯾدی0=012=03
ﻣﻧﺣﻧﯽ ﺟرﯾﺎن -وﻟﺗﺎژ
ﺗوان ﮔرﻓﺗﮫ ﺷده از
ﺳﻠول ﺧورﺷﯾدی
وﻟﺗﺎژ ﻣدار ﺑﺎز
ﺟرﯾﺎن اﺗﺻﺎل ﮐوﺗﺎه

10. 4
در ﯾﮏ ﺳﻠول ﺧورﺷﯾدی ﻣﺎ ﺑﮫ ﭼﮭﺎر ﮐﻣﯾت ﻧﯾﺎز دارﯾم
ﺑﺎزدھﯽ
ﻓﺎﮐﺗور ﭘر
ﺷده ﮔﯽ
اﻧرژی ﻓوﺗونھﺎی ﺗوﻟﯾدی
در اﯾﻧﺟﺎ ﮔرافﺑﻧﻔش ﺑرای ﻓﺎﮐﺗور ﭘرﺷدﮔﯽﻣورد ﻧظر اﺳت

11. 5
vBy Optical Filter
vBy Work Function/Flat Band Mode (for OhmicContact )
vBy Surface Recombination Velocity or Thermionic Emission
vBy Semiconductor Properties
( Band Gap, Mobility and …)
vSame as Front Contact
Wire Resistance (Rs)
ﺳﻠول ﺧورﺷﯾدی ﺳﯾﻠﯾﮑوﻧﯽ
ﻣﺎ ﭼﻧد ﮐﻠﻣﮫ در ﻣورد ﺳﻠول ﺧورﺷﯾدی ﺳﯾﻠﯾﮑوﻧﯽﮐﮫ ﻓﻌﻼ ﮐﺎﺑردزﯾﺎدی دارد ﻣﯽ ﭘردازﯾم.
ﻣﺎ در اﯾﻧﺟﺎ ھدﻓﻣﺎنﺑررﺳﯽ ﺳﻠول ھﺎیﺧورﺷﯾدی ﭘروﺳﮑﺎﯾﺗﯽﻣﯽ ﺑﺎﺷد. ﻗﺑل از آن ﮐﻣﯽ در ﻣورد ﺳﯾﻠﯾﮑوﻧﯽﺻﺣﺑت ﻣﯽ ﮐﻧﯾم.
ﭘوﺷش ﺷﯾﺷﮫ اﯾﯽﻧور ﺧورﺷﯾد
ﺿد اﻧﻌﮑﺎساﺗﺻﺎل ﺟﻠوﯾﯽ
اﺗﺻﺎل ﻋﻘﺑﯽ
ﺟرﯾﺎن
اﻟﮑﺗرون
اﺗﺻﺎل p-n
ﺳﯾم
در اﯾﻧﺟﺎ ﻓوﺗونﻧوری ﺑﮫ اﻟﮑﺗرون ھﺎی اﺗﺻﺎل ﺑرﺧورد ﮐرده و اﻟﮑﺗرون آزاد
ﻣﯽ ﺷود ﺗﺎ ﺟرﯾﺎن ﺗوﻟﯾد ﮐﻧد.

12. 12

13. ﻣﯾزان ﻧور ﺧورﺷﯾد رﺳﯾده ﺑﮫ زﻣﯾن در ﺳﮫ زاوﯾﮫ ﻣﺧﺗﻠف، 1/5 ﻣورد اﺳﺗﻔﺎده اﺳت.

14. 6
Glass
FTO
ETM
Perovskite
HTM
Au
ﻻﯾﮫ اﻧﺗﻘﺎل دھﻧده ﺣﻔره
ﻻﯾﮫ ﺟﺎذب ﻧور
ﻻﯾﮫ اﻧﺗﻘﺎل دھﻧده اﻟﮑﺗرون
ﺳﺎﺧﺗﺎر ﺳﻠول ﺧورﺷﯾدی ﭘروﺳﮑﺎﯾﺗﯽ
طﻼ
ﺷﯾﺷﮫ
ﺷﻔﺎف و رﺳﺎﻧﺎ
hole transport material
Electron transport material
Perovskite
در اﯾﻧﺟﺎ ﺳﺎﺧﺗﺎر ﯾﮏ ﺳﻠول ﺧورﺷﯾدی ﭘروﺳﮑﺎﯾﺗﯽﻧﺷﺎن داده ﺷده اﺳت.
اﻟﮑﺗرود
اﻟﮑﺗرود

15. CsSnCl3ﺳﺎﺧﺗﺎر ﺑﻠوریﻣﮑﻌﺑﯽﺳﻠول ﺧورﺷﯾدی ﭘروﺳﮑﺎﯾﺗﯽ

16. 16

17. 8
45
56−8659
56=,[;6−<6+>()6−>*+6+;,6−<,6
ﻣﻌﺎدﻻت ﻧﯾﻣﮫ رﺳﺎﻧﺎ
• ﻣﻌﺎدﻟﮫ ﭘواﺳون
5<-
5?=@.−<-−<-/
A.+<-B.5C
56+B.C5<-
56+D.50<-
560 • ﻣﻌﺎدﻻت ﭘﯾوﺳﺗﮕﯽ ﺑرای اﻟﮑﺗرون
5;.
5?=@-−;.−;.!
A-+;.B-5C
56+B-C5;.
56+D-50;.
560 • ﻣﻌﺎدﻻت ﭘﯾوﺳﺗﮕﯽ ﺑرای ﺣﻔره
5<-
5?=5;.
5?=0 ﺷراﯾط ﭘﺎﯾﺎ
ﺟﺎ)*ﮐﻪ$'،$(ﻣ/0
1
انﺗﻮﻟ7ﺪاﻟ9/
:
ونوﺣﻔﺮەراAﺸﺎنCدEﺪ،%'و%(ﺗﺤﺮکاﻟ9/
:
ونوﺣﻔﺮەاﺳﺖ،&ﻣ7ﺪان
اﻟ9/
:
JKاﺳﺖ،'L
1
Jﺐﻧﻔﻮذاﺳﺖ،(',(ﻃﻮلﻋﻤﺮاﻟ9/
:
ونEﺎوﺣﻔﺮەEﺎاﺳﺖ،)L
1
Jﺐدیاﻟ9/
:
Jﮏاﺳﺖ،*
ﭘﺘﺎAﺴ7ﻞاﻟ9/
:
واﺳﺘﺎﺗ7ﮏاﺳﺖ،qﺑﺎراﻟﮑﺗروناﺳت،#*و+*ﻏﻠﻈﺖاﻟ9/
:
وﻧﻬﺎوﺣﻔﺮەEﺎی^ﻪداماﻓﺘﺎدەاﺳﺖ،NDو
NAﻏﻠظتدھﻧدهوﮔﯾرﻧدهﮐمﻋﻣقھﺳﺗﻧد.
ﻣﻧﺟﻣﻠﮫ ﭘرووﺳﮑﺎﯾت
Poisson equation
continuity equations
steady-state conditions
Perovskite solar cells
در اﯾﻧﺟﺎ ﭼﮭﺎر ﻣﻌﺎدﻟﮫ ﻣﮭم ﺑﮫ ﺷرح زﯾر ﺑرای ﺣل ﻣﺳﺋﻠﮫ وﺟود دارد.

18. 9
Light
ﺗوﺿﯾﺢ ﻧرم اﻓزار SCAPS
• ﯾﮏ ﻧرم اﻓزار ﯾﮏ ﺑﻌدی اﺳت.
• ﺗوﺟﮫ ﺧﺎﺻﯽ ﺑﮫ ﺗﻣﺎس ھﺎ و ﻓﺻل ﻣﺷﺗرک دارد.
• وﻟﺗﺎژ اﻋﻣﺎﻟﯽ ﻣﺗﻔﺎوت در دﻣﺎھﺎو ﻧورھﺎی
ﻣﺗﻔﺎوت
• اﻧﺟﺎم ﻣﺣﺎﺳﺑﺎت ﺑرای DCو AC

19. 10
1
2
3
4
5
1- ﺗﻌرﯾف ﻣﺳﺎﻟﮫ
2-ﻧﻘطﮫ ﮐﺎر
3- اﻧﺗﺧﺎب ﻣﺣﺎﺳﺑﺎت
4- ﺷروع ﻣﺣﺎﺳﺑﮫ
5- ﺗﺟزﯾﮫ وﺗﺣﻠﯾل ﻧﺗﺎﯾﺞ

20. •SettingLayer,
Interface & Contact
properties
•Setting Numerical
preferences
•Saving&
Loading
11

21. 1
13

22. 14

23. 30
•Display results
•Export results
•Compare with
measured data
•Navigate to other
panels
ﻧﻣودار ﭼﮕﺎﻟﯽ ﺟرﯾﺎن-وﻟﺗﺎژ