امتیاز کاربران: 

پایان نامه شبیه¬سازی عددی سلول خورشیدی مبتنی بر نانو نوار گرافن با استفاده از روش تابع گرین غیرتعادلی NEGF

word
78
6 MB
31362
1392
کارشناسی ارشد
قیمت: ۷,۸۰۰ تومان
دانلود مقاله
  • خلاصه
  • فهرست و منابع
  • خلاصه پایان نامه شبیه¬سازی عددی سلول خورشیدی مبتنی بر نانو نوار گرافن با استفاده از روش تابع گرین غیرتعادلی NEGF

    پایان‌نامه دوره کارشناسی ارشد مهندسی برق-الکترونیک

    چکیده

    ما در این پایان­نامه، برای اولین بار از نانو نوار گرافن به عنوان لایه­­ی فعال یک سلول خورشیدی استفاده نموده­ایم. برای شبیه­سازی این سلول از روش تابع گرین غیرتعادلی در فضای مود بهره برده و­ محاسبه­ی اثر درهمکنش­های الکترون-فوتون به وسیله­ی تقریب خود-سامان­ده بورن صورت گرفته ­است. برای بالا بردن سرعت شبیه­سازی، پروفایل پتانسیل به دست آمده در حالت تاریکی را برای شبیه­سازی­های تحت تابش به­کار برده­ و بدین ترتیب از حل مجدد معادله­ی پواسون به صورت کوپل با معادله­ی شرودینگر پرهیز نموده­ایم. علاوه­براین در محاسبه­ی خود-انرژی ناشی از درهمکنش الکترون- فوتون تقریب محلی(قطری) را به کار برده­ایم.

    کلید واژه­ها: سلول خورشیدی، نانو نوار گرافن ، شبیه­سازی عددی، روش تابع گرین غیر تعادلی(NEGF).

    1-1-        انواع سلول­های خورشیدی

    1-1-1-          نسل اوّل سلول های خورشیدی (سلول های کریستالی سیلیکون)

    در این دسته از سلول­های خورشیدی، از ویفرهای سیلیکون به عنوان نیمه­هادی فعّال استفاده می­شود. سیلیکون با گاف انرژی ev1.12 مادّه­ای بسیار مناسب برای جذب طیف خورشید به حساب می­آید. همچنین از نظر فراوانی در طبیعت دومین عنصر به شمار می­رود. این بدان معناست که دست یابی به سیلیکون خام هزینه­ی چندانی نخواهد داشت و نگرانی­ای هم برای اتمام منابع آن وجود ندارد.

    برای دست­یابی به هدایت بالا، افزایش طول عمر سلول و جلوگیری از افت بازده( بر اثر بازترکیب حامل­ها) سیلیکون را به صورت تک کریستال و با کیفیت بالا مورد استفاده قرار می­دهند. گاهی نیز برای کاهش هزینه­ها از سیلیکون چند- کریستال بهره گرفته می­شود.

    1-1-1-1-          فرآیند رشد کریستال­های نیمه­هادی ها

    شرایط رشد بلور( کریستال)های نیمه­هادی که برای ساخت قطعات الکترونیک استفاده می­شود بسیار دقیق­تر و مشکل­تر از شرایط سایر مواد است. علاوه بر این که نیمه­هادی­ها باید به صورت کریستالی در دسترس باشند، باید خلوص آن­ها نیز در محدوده­ی بسیار ظریفی کنترل شود. مثلا تراکم بیشتر ناخالصی­های مورد استفاده در بلورهای Si امروزی کمتر از 1 قسمت در ده میلیارد است. چنین درجاتی از خلوص مستلزم دقّت بسیار در استفاده و به کارگیری مواد در هر مرحله از فرآیند ساخت است[[i]].

    نیمه­هادی­های تک عنصری Si و Ge از تجزیه­ی شیمیایی ترکیب­هایی مانند GeO2، SiCl4 و SiHCl3 به دست می­آیند. پس از جداسازی و انجام مراحل اوّلیه­ی خالص­سازی، ماده­ی نیمه­هادی را ذوب کرده و به صورت شمش­[1]هایی در می­آورند. Si یا Ge به دست آمده بعد از مرحله­ی بازپخت[2] به صورت چند بلوری است.

    در صورت عدم کنترل فرآیند سرمایش، نواحی بلوری دارای جهت­های کاملا تصادفی خواهند بود. برای رشد بلور فقط در یک جهت، لازم است که کنترل دقیقی در مرز بین مادّه­ی مذاب و جامد، در هنگام سرد کردن، انجام پذیرد[3].

    یک روش متداول برای رشد تک-کریستال­ها، سرد کردن انتخابی ماده­ی مذاب است به گونه­ای که انجماد در راستای یک جهت بلوری خاص انجام پذیرد. برای مثال در نظر بگیرید یک ظرف از جنس سیلیکا حاوی Ge مذاب باشد؛ می توان طوری آن را از کوره بیرون آورد که انجماد از یم انتها شروع شده و به تدریج تا انتهای دیگر پیش رود. با قرار دادن یک دانه[3]­ی بلوری کوچک در نقطه­ی شروع انجماد می توان کیفیت رشد بلور را بالا برد. اگر سرعت سرد کردن به دقّت کنترل شود و مکان فصل مشترک جامد و مذاب به آهستگی در طول مذاب حرکت داده ش.ود، اتم­های ژرمانیوم همراه با سرد شدن بلور به صورت شبکه­ی الماسی آرایش می­یابند. شکل بلور به دست آمده توسط ظرف ذوب تعیین می­شود. Ge، GaAs و دیگر بلورهای نیمه­هادی معمولا با این روش، که روش بریجمن[4] افقی نامیده می­شود، رشد داده می­شوند. در شکل دیگری از این روش، ناحیه­ی کوچکی از ماده­ی بلوری ذوب شده و سپس ناحیه­ی مذاب طوری به طرف دیگر حرکت داده می­شود که در پشت ناحیه­ی مذاب و در هنگام حرکت آن یک بلور تشکیل شود[3].

    یکی از معایب رشد بلور در ظرف مذاب این است که ماده­ی مذاب با دیواره­های ظرف تماس پیدا می­کند و در نتیجه­ در هنگام انجماد تنش­هایی ایجاد می­شود که بلور را از حالت ساختار شبکه­ای کامل خارج می­سازد. این نکته به ویژه در مورد Si که دارای نقطه­ی ذوب بالایی بوده و تمایل به چسبیدن به مواد ظرف ذوب را دارد، مشکلی جدی است. یک روش جایگزین، که این مشکل را برطرف می­کند، شامل کشیدن بلور از مذاب در هنگام رشد آن است. در این روش یک دانه­ی بلوری در داخل ماده­ی مذاب قرار داده شده و به آهستگی بالا کشیده می­شود و به بلور امکان رشد بر روی دانه را می­دهد. معمولا در هنگام رشد، یلور به آهستگی چرخانده می­شود تا علاوه بر هم­زدن ملایم مذاب، از هرگونه تغییرات دما( که منجر به انجماد غیر ممکن می­شود) متوسط گیری کند. این روش، که روش چوکرالسکی نامیده می­شود، به شکل گسترده­ای در رشد Si،  Ge و برخی از نیمه­هادی­های مرکب استفاده می­شود[3].

    1-1-1-2-          سلول های خورشیدی کریستالی سیلیکونی

    این سلول­ها را می­توان بسته به ساختار بلوری سیلیکون به دو دسته تقسیم نمود : سلول­های خورشیدی سیلیکونی تک-کریستال و سلول­های خورشیدی سیلیکونی چند­کریستال. در دسته­ی دوم از سیلیکون چند کریستال به عنوان نیمه­هادی فعّال استفاده می­شود. در دسته­ی اول به منظور دست­یابی به بازده بالاتر طیّ یک مرحله­ی اضافه، سیلیکون چندکریستال به تک کریستال تبدیل می­شود. این کار باعث افزایش هزینه­ی ساخت خواهد شد. از سوی دیگر، از آن جا که نیمه­هادی باید ابتدا به صورت مربّعی درآمده و سپس مورد استفاده قرار گیرد، دور ریز مواد در این دسته بیش از سلول­های چند کریستال است ( سیلیکون چند کریستال را می­توان در قالب­های مربعی رشد داد).

    1-1-2-          نسل دوم سلول های خورشیدی (سلول های لایه نازک)

    از آن جا که در سلول­های خورشیدی نسل اوّل هزینه­ی ساخت بسیار بالاست، باید راهی برای کاهش هزینه­ها یافت. برای این کار باید دید چه چیزی موجب بالا رفتن هزینه­ی بالای تولید در آن سلول­ها می­گردید. با یادآوری مطالب پیشین مشخّص می­شود که با کاهش مواد مورد استفاده و نیز کاهش کیفیت و خلوص ساختار بلوری می­توان هزینه­ها را، هر چند بازده هم کاهش یابد، کاهش داد.

    در سلول­های خورشیدی لایه­نازک در واقع هم مواد مورد استفاده کاهش یافته است و هم فرآیند ساخت بسیار ارزان­تر شده است. علاوه بر این­ها نیمه­هادی­های لایه­نازک انعطاف هم دارند و این امر می­تواند کاربردهای جدیدتری نیز پیش روی آن­ها قرار دهد. در این سلول­ها برای کاهش بیشتر هزینه­ حتّی می­توان از نیمه­هادی­های بی­شکل نیز استفاده نمود.

    در این فصل انواع مهم سلول­های خورشیدی لایه­نازک به صورت مختصر شرح داده شده­اند. لازم به ذکر است که معیار قرار گرفتن این سلول­ها در نسل دوم فقط لایه­نازک بودن نیمه­هادی در آن­هاست؛ در حالی که برخی از این سلول­ها می­توانند در سلول­های نسل سوم نیز قرار بگیرند چرا که بازده آن­ها می­تواند از حدّ شاکلی- کوئیزر نیز فراتر باشد.

    شکل ‏1‑1-  نمونه­ای از یک سلول خورشیدی لایه نازک

    1-1-2-1-          سلول های خورشیدی لایه نازک سیلیکون

    این دسته از سلول­های خورشیدی خود شامل چندین نوع سلول می­شود که از آن میان می­توان به سلول­های لایه نازک با سیلیکون تک کریستال، چند کریستال، بی­شکل و نانوکریستال اشاره نمود. چند کریستال نسبت به تک کریستال ارزان­تر است امّا بازده کمتری نیز دارد. بی­شکل از چند کریستال هم ارزان­تر است با این نفاوت که بازده کمتر و گاف انرژی بالاتری دارد. همچنین گاف انرژی نانوکریستال با تک کریستال برابر است. از این مواد می­توان به صورت چند پیوند نیز استفاده نمود، نمونه ای از این کار در شکل ‏1‑2 نمایش داده شده است[[ii]].

     

    شکل ‏1‑2- سلول خورشیدی لایه نازک سیلیکون با چند پیوند

    علیرغم همه­ی مزایایی که سیلیکون دارد، دارای یک ضعف بزرگ است: ساختار نواری غیرمستقیم موجب می­شود که جذب نور در سیلیکون پایین باشد. نتیجه­ی این امر این است که ضخامت آن باید خیلی بیش­تر از هنگامی باشد که از یک نیمه­هادی با ساختار نواری مستقیم استفاده می­کنیم[[iii]] بنابراین هنگام استفاده از لایه­ی نازک سیلیکون به عنوان نیمه­هادی باید با تکنیک­های حبس نور، جذب نور در آن را افزایش داد تا ضرورتی برای داشتن ضخامت بالا نباشد.

    1-1-2-2-          سلول های خورشیدی لایه نازک کلکوپریت[5]

    دی سلناید مس ایندیم[6] یک جذب کننده­ی خورشیدی فوق العاده است، ضریب جذب این نیمه­هادی در طول موج­های زیر 1000 نانومتر به بیش از 3 تا 104 (بر سانتی متر) می­رسد و گاف انرژی مستقیم ان بین 0.95 تا 1.04 است[[iv]].

    نوع هدایت الکتریکی در CuInSe2 اساسا توسط انحرافات[7] از استوکیومتری[8] و نقص­های بومی[9] تعیین می­شود. قرار گرفتن اتم­های مس به جای اتم­های ایندیم و خالی ماندن جای اتم­های ایندیم باعث می­شود نواحی غنی از مس[10] هادیت نوع p داشته باشند در حالی که فازهای غنی از ایندیم نوع n خواهند بود[6]. قرار گرفتن اتم­های روی یا کادمیم در محل اتم­های مس، هدایت را از نوع p به نوع n تبدیل می­کند. هدایت الکتریکی به جذب یا نشر اکسیژن در مرزها نیز بستگی دارد[6].

    دی سلناید مس گالیم[11] نیز دارای گاف انرژی 1.68 الکترون- ولت است. می­توان گاف انرژی را با شکل­دهی یک فاز کلکوپریت سلناید مس(ایندیم/گالیم)[12] به شکل یک بافت درآورد[6].

    شکل ‏1‑3- ساختار متداول یک سلول خورشیدی CuInSe2

    به علّت بازده بالا و هزینه­ی پایین مواد، سلول خورشیدی CIGS امیدوار کننده­ترین نوع از سلول­های مبتنی بر تکنولوژی لایه نازک به حساب می­آید. یکی از مهم­ترین مزیّت­های این گونه سلول­ها طول عمر مفید بالا است [[v]].

    1-1-2-3-          سلول های خورشیدی لایه نازک کادمیم تلوراید

    کادمیم تلوراید[13] یک نیمه­هادی مرکب با ساختار نواری مستقیم با گاف انرژی 1.5 الکترون- ولت است که مادّه­ای قدرتمند برای استفاده در سلول­های خورشیدی به شمار می­رود. ساخت لایه­ی نوع n  با مقاومت پایین CdTe قابل ساخت است امّا پنجره­ی رسانا و شفّاف از نوع p در دسترس نبوده و در سلول­های اوّلیه­ای که با پیکربندی فلز- عایق- نیمه­رسانا[14] تدارک دیده می­شدند، CdTe در بین دو لایه کادمیم سولفاید[15] قرار گرفته با 10 دقیقه حرارت­دهی400درجه­ی سلسیوسی به نوع p تبدیل می­شد تا یک سلول خورشیدی مبتنی بر پیوند p/n را تشکیل دهد[6]. در آزمایشگاه NREL سلولی با بازده 16% از جنس CdTe ساخته شده است[7]. ساختار معمول یک سلول خورشیدی CdTe در شکل ‏1‑4 نمایش داده شده است.

    شکل ‏1‑4- ساختار مرسوم سلول خورشیدی لایه­نازک CdTe

     

    تنوّع روش­های ساخت به عنوان یک مزیت مهم این سلول­های خورشیدی به شمار می­رود که آن­ها را بسیار مناسب برای تولید انبوه می­سازد، در حالی که دسترسی محدود و مشکلات زیستی به عنوان اصلی­ترین موانع تولید آن­ها محسوب می­شوند.

    1-1-2-4-          سلول های خورشیدی لایه نازک ارگانیک

    از جمله پرطرفدارترین موادّ ارگانیک می­توان به نیمه­هادی­های پلیمری و مولکولی، فولرن C60 و مشتقّات آن­ها اشاره نمود. دسته­ی اوّل به دلیل استفاده در دیودهای نور افشان ارگانیک[16] و ترانزیستورهای لایه نازک برای استفاده در کارت­های هوشمند شناخته شده هستند[[vi]].

    از جمله مزایای استفاده از این مواد می­توان به سادگی فرآیندهای رشد( بدین صورت که اکثر این مواد با روش­های شمیایی مانند پوششِ دورانی[17] قابلیت رشد بر روی بستر را دارند) و انعطاف پذیری قطعات تمام پلیمری( که ان­ها شایسته­ی استفاد در کاربردهای فراوانی می­سازد) اشاره نمود.

    ساختار سلول خورشیدی مورد استفاده، به ازای بسیاری از این مواد، با بستر شیشه­ای آغاز می­شود که توسط لایه­ای از اکسید قلع ایندیم[18]، که نقش الکترود شفّاف بالای سلول را دارد، پوشانده می­شود. پس از آن یک یا چند لایه موادّ ارگانیک جاذب نور بر روی ITO می­نشینند و در نهایت ساختار قطعه با نشست اتّصال عقب، که معمولا فلزی است، بر روی لایه­های ارگانیک کامل خواهد شد.

    در سلول­های اوّلیه تنها از یک لایه­ی ارگانی میان دو الکترود استفاده می­شد که در ان­ها جمع­آوری ضعیف حامل­ها موجب رقم خوردن بازده­های پایین می­گردید. برای غلبه بر این مسئله، استفاده از دو لایه موادّ ارگانیک که در یکدیگر آمیخته­اند به عنوان راه حلّ متداول انتخاب شد. این دو لایه معمولا C60 و PPV[19] یا  فتالوسیانین[20] و مشتقّات پریلین[21] یا CN-PPV[22] و MEH-PPV[23] خواهند بود. ایده­ی اصلی این روش بدین صورت است که یکی از لایه­ها پذیرنده­ی الکترون است و دیگری پذیرنده­ی حفره؛ این لایه­ها به گونه­ای با هم اتّصال دارند که هنگامی که حامل­های آزاد تولید می­شوند، بدون نیاز به نفوذ در فواصل بلند(10nm) استخراج گردند.

    مقادیر گزارش شده برای بازده این سلول­ها کمتر از 5% بوده و هنوز اطلاعات جامعی در مورد مشکلات مهم پایداری سلول و مدّت زمان بازگشت انرژی[24] آن در دسترس نیست.

    1-1-3-          نسل سوم سلول های خورشیدی

    امروزه بازده نسل اوّل سلول­های خورشیدی تقریبا به بیشترین حدّ امکان پذیرخود، یعنی حد شاکلی- کوئیزر، رسیده است و به هیچ وجه انتظاری برای افزایش چشم­گیر بازده این سلول­ها نمی­رود. تنها کاری که بر روی این سلول­ها انجام می­شود کار بر روی فرآیندهای ساخت و برای کاهش هزینه­هاست. در نسل دوم سلول­های خورشیدی از موادّی استفاده می­شود که فرآوری و رشد آن­ها بسیار ارزان قیمت است امّا بازده­های به دست آمده مقادیر کمی دارند و تلاش در این حوزه در جهت افزایش بازده انجام می­گیرد.

    امّا برای این که برق خورشیدی از نظر هزینه­ی تولید به برق ناشی از سوخت­های فسیلی نزدیک شده و حتّی قابل صرفه­تر باشد به سلول­هایی نیاز داریم که با همان مواد و فرآیندهای نسل دوم ساخته شوند امّا با بازده­هایی در حدود نسل اوّل و حتّی بالاتر از آن. برای گذشتن از بازده نسل اوّل باید از حدّ شاکلی- کوئیزر گذشت. این امر مستلزم آن است که ما بدانیم شاکلی و کوئیزر چه فرض­هایی را به عنوان شرایط قطعی پذیرفته و محاسبات خود را بر پایه­ی آن­ها انجام دادند. با اطّلاع از این فرض­ها می­توان شرایطی را به وجود آورد که هر یک از این فرض­ها نقض شوند، آن­گاه از نقض هر فرض طبیعتا می­توان به یک ایده برای نسل سوم سلول­های خورشیدی دست یافت. این فرض­ها عبارتند از:

    1)

    2)

    3)

    4)

    5)

    بدین ترتیب سلول­های خورشیدی[25] نسل سوم بر پایه­ی ایده­های زیر استوار خواهند بود:

    1)

    2)

    3)

    4)

    5)

    سلول­های مبتنی بر این ایده­ها به ترتیب در بخش­های بعدی این فصل آمده­اند.

    1-1-3-1-          سلول های خورشیدی با پیوند چندگانه[26]

    یک سلول خورشیدی تک- پیوند سنّتی، دارای گاف انرزی مشخصی است. هنگامی که فوتونی با انرژی hν بر سطح پیوند تابانده می­شود، اگر hν>Eg باشد اضافه­ی انرژی به صورت گرما در محلّ پیوند تلف می­شود؛ و اگر hν< Eg باشد پیوند نمی­تواند فوتون و طبیعتا انرژی آن را جذب نماید.

    از آن­جا که طیف خورشیدی حاوی فوتون­هایی با گستره­ی وسیع انرژی از 0 تا حدود 4 الکترون- ولت است، بازده یک سلول تک پیوند شدیدا محدود خواهد بود. یک راه سرراست مفهومی برای غلبه بر این محدودیت، تقسیم طیف خورشید به چند ناحیه و تبدیل هر ناحیه از طیف توسط پیوندی با گاف انرژی متناسب به الکتریسیته است. راه متداول و پر طرفدارترین راه برای انجام این کار، استفاده از پیوندهای پشته­ای[27] است که در آن پیوندها از گاف انرژی زیاد به کم بر روی یکدیگر قرار می­گیرند. این ساختار در شکل ‏1‑5 نمایش داده شده است. در واقع از آن­جا که در این سلول نور زیر Eg خود به خود از پیوند عبور می­کند می­توان گفت پیوندها خودشان به عنوان فیلترهای طیفی عمل می­کنند[[vii]].

    پیکربندی پشته­ای امکان ساخت کامل سلول به صورت یک ساختار یکپارچه با پیوندهای سری، که از طریق پیوندهای تونلی به یکدیگر متّصل­اند، را فراهم کرده است.  نتیجه­ی این امر یک قطعه­ی یکپارچه با تنها دو پایانه خواهد بود که در نتیجه­ی آن تبدیل سلول به ماژول به آسانی صورت خواهد گرفت. استفاده از پیکربندی سری برای ساخت یک سلول خورشیدی چند- پیوند نیازمند آن است که فوتوجریان[28] تولید شده توسط تمامی پیوندها برابر باشند، چرا که در اتّصال سری پیوندی که کمترین جریان را تولید می­کند، تعیین کننده­ی جریان عبوری از قطعه است. بازده این سلول بسیار وابسته به Eg پیوندها دارد. در شکل ‏1‑6 بازده­های مدل شده برای سلول­های خورشیدی تک- پیوند، دو- پیوند و سه- پیوندِ سری را در حالت ایده­آل به عنوان تابعی از گاف انرژی به ازای دمای 300 درجه­ی کلوین و تحت تابش 500sun نمایش می­دهد. در این مدل فرض شده است که هیچ فوتونی از سطح نیمه­هادی انعکاس نخواهد یافت و هر فوتون جذب شده حتما یک زوج حامل تولید می­کند که توسط پیوند جمع­آوری می­شوند. در جدول ‏1‑1 نیز بازده سلول­هایی با 1 تا 4 پیوند سری بر اساس همین مدل و به ازای مقادیر مختلف Eg آورده شده است[9].

    شکل ‏1‑5- تقسیم طیف خورشید به سه ناحیه­ی مختلف برای جذب توسط سلول خورشیدی با سه پیوند پشته­ای

    شکل ‏1‑6- نمودار بازده بر حسب گاف انرژی برای الف.سلول تک پیوند ب. سلول دو- پیوند و ج. سلول سه- پیوند سری در حالت ایده­آل

    جدول ‏1‑1- بازده سلول­های خورشیدی با 1 تا 4 پیوند به ازای Egهای مختلف

    چالش اصلی در این سلول­ها یافتن Egهای بهینه در عین حفظ کیفیت نزدیک به ایده­آل مواد نیمه­هادی است. رهیافت­های عبور از این چالش را می­توان به دو دسته طبقه­بندی نمود: 1) استفاده از ترکیب­هایی از مواد موجود AlGaInAsP که از نظر شبکه غیر منطبق­اند و توسعه­ی راههایی برای کاهش یا حذف نقص­ها و ناکاملی­های ناشی از تنش در بلور نیمه­هادی. 2) توسعه­ی موادّ منطبق جدیدی که در مجموعه­ی AlGaInAsP قرار ندارند[9].

    همچنین یک پیکربندی دیگر برای سلول­های خورشیدی با چند پیوند، به­کار بردن پیوندها به صورت مجزّا یا موازی است. در این حالت طیف خورشید توسط آینه­هایی تفکیک شده و هر ناحیه به سطح پیوندی با گاف انرژی متناسب بازتابانده می­شود. مزیّت این روش در این است که دیگر نیازی به منطبق بودن شبکه­های پیوندها نیست و امکان آن را فراهم می­نماید که بتوان از پیوندهایی متعدّد و در عین حال نیمه­هادی­های با کیفیّت بهره گرفت و ضعف ان در دشواری پیاده­سازی و برقراری اتّصالات است.

    1-1-3-2-          سلول های خورشیدی با  طیف های ورودی چندگانه

    از میان این نوع سلول­ها می­توان به سلول ترموفوتوولتی[29] اشاره نمود.

    1-3-3-2-1-               سلول ترموفوتوولتی[30]

    اساس کار این سلول به صورت زیر است:

     سلول گیرنده[31]،که یک سلول فوتوولتی است، تابش دریافتی از گسیلنده­[32](امیتر)، که با منایع مختلف شامل نور خورشید گرم شده است، را به جریان الکتریکی تبدیل می­کند[[viii]]، شکل ‏1‑7.   

    تفاوت اساسی این سلول با سلول­های فوتوولتی معمولی در این است که در این سلول این امکان وجود دارد،به شکل تئوری، که تابش جذب نشده توسط سلول گیرنده با راندمان بالایی بازیاقت شود[10]. تفاوت دیگر این است که جسم داغ شده، امیتر،می­تواند طیفی باریک تر و با انرژی تقریبا برابر نسبت به طیف خورشید تولید کند[[ix]] و بدین ترتیب عدم تطبیق میان طول موج نور دریافتی و گاف انرژی سلول گیرنده به میزان قابل توجّهی کاهش خواهد یافت.

    Abstract

    In this thesis, we have used GNR as an active layer of a solar cell for the first time. For this purpose we have used a mode space approach of Non-Equilibrium Green’s Function (NEGF) formalism and have treated electron-photon interactions in the self-consistent Born approximation (SCBA). We also for exceeding computational speed, have used dark-state potential profile for the illuminated-state simulations and resolving Poisson equation in couple of Schrodinger equation have ignored. Furthermor local (or diagonal) approximation has applied in computation of electron-photon self-energy.  

     

    Key words: Solar Cell, Grapheme Nanoribbon(GNR), Numerical Simulation, Non-equilibrium Green’s Function(NEGF).

  • فهرست و منابع پایان نامه شبیه¬سازی عددی سلول خورشیدی مبتنی بر نانو نوار گرافن با استفاده از روش تابع گرین غیرتعادلی NEGF

    فهرست:

    عنوان                                                                                                                               صفحه

    فهرست جدول‌ها ‌د

    فهرست شکل‌‌ها ‌ه

    فصل 1-    مقدمه    1

    1-1-     پیشگفتار 1

    1-2-   تاریخچه ی سلول های خورشیدی.. 1

    1-3-   انواع سلول های خورشیدی.. 2

    1-3-1-    نسل اوّل سلول های خورشیدی (سلول های کریستالی سیلیکون) 2

    1-3-1-1-  فرآیند رشد کریستال های نیمه هادی ها 2

    1-3-1-2-  سلول های خورشیدی کریستالی سیلیکونی.. 4

    1-3-2-    نسل دوم سلول های خورشیدی (سلول های لایه نازک) 4

    1-3-2-1-  سلول های خورشیدی لایه نازک سیلیکون.. 5

    1-3-2-2-  سلول های خورشیدی لایه نازک کلکوپریت... 5

    1-3-2-3-  سلول های خورشیدی لایه نازک کادمیم تلوراید. 6

    1-3-2-4-  سلول های خورشیدی لایه نازک ارگانیک... 7

    1-3-3-    نسل سوم سلول های خورشیدی.. 8

    1-3-3-1-  سلول های خورشیدی با پیوند چندگانه. 9

    1-3-3-2-  سلول های خورشیدی با  طیف های ورودی چندگانه. 12

    1-3-3-2-1- سلول ترموفوتوولتی   12

    1-3-3-2-2- سلول ترموفوتونی 12

    1-3-3-3-  سلول های خورشیدی با مسیرهای جذب چندگانه. 13

    1-3-3-4-  سلول های خورشیدی با سطوح انرژی چندگانه. 14

    1-3-3-5-  سلول های خورشیدی با دماهای چندگانه. 14

    1-3-4-    سلول های خورشیدی نانوساختار 15

    1-3-5-    استفاده از نانوسیم ها در سلول های خورشیدی.. 15

    1-3-5-1-  معرفی نانوسیم            15

    1-3-5-2-  ویژگی های الکتریکی و نوری نانوسیم. 16

    1-3-5-3-  سلول های خورشیدی مبتنی بر نانوسیم. 17

    1-3-6-    استفاده از نانولوله در سلول های خورشیدی.. 20

    1-3-6-1-  معرفی نانولوله            20

    1-3-6-2-  ویژگی های الکتریکی و نوری نانولوله ها 21

    1-3-6-3-  سلول های خورشیدی مبتنی بر نانولوله. 22

    1-4-   استفاده از گرافن در سلول های خورشیدی.. 25

    1-5-   ساختار پایاننامه. 25

    فصل 2-   گرافن: ویژگی ها، کاربردها و روش های ساخت... 26

    2-1-   مقدمه    26

    2-2-   ویژگی های گرافن.. 26

    2-2-1-    ساختار اتمی گرافن.. 26

    2-2-2-    ویژگی های الکتریکی والکترونیکی گرافن.. 27

    2-2-2-1-  کریستال دو بعدی      27

    2-2-2-2-  ساختار نواری مخروطی.. 27

    2-2-2-3-  روش های ویژه جهت ایجاد گاف انرژی.. 29

    2-2-2-4-  وابستگی جرم سیکلوترون به جذر چگالی حامل.. 29

    2-2-2-5-  حامل های بار بدون جرم (فرمیونهای دیراک) 30

    2-2-2-6-  حداقل رسانایی غیر صفر. 31

    2-2-2-7-  ترابرد بالیستیک        31

    2-2-2-8-  اثر هال کوانتومی غیر معمول و پدیده ی فاز بری.. 33

    2-2-2-9-  اثر میدان آمبایپلار ( آلایش الکتروستاتیک ) 33

    2-2-3-    ویژگی های نوری گرافن.. 34

    2-3-   روش های ساخت گرافن.. 35

    2-4-     نانو نوارهای گرافن.. 36

    فصل 3-   روش تابع گرین غیرتعادلی و کاربرد آن در شبیه سازی ادوات نیمه هادی.. 39

    3-1-   مقدمه    39

    3-2-   مفهوم ریاضی تابع گرین.. 39

    3-3-   روش تابع گرین غیرتعادلی(NEGF) 41

    3-3-1-    مفاهیم مقدماتی.. 41

    3-3-2-    استفاده از NEGF برای شبیه سازی ترابرد بالیستیک(بدون تلفات) 44

    3-3-3-    استفاده از روش NEGF در شبیه سازی ترابرد غیر بالیستیک(تلفاتی) 46

    3-3-3-1-  درهمکنش الکترون- الکترون.. 46

    3-3-3-2-  درهمکنش های الکترون- فونون و الکترون-فوتون.. 47

    3-3-4-    پایه های نمایش در روش NEGF (فضای واقعی و فضای مود) 49

    فصل 4-   روش شبیه سازی.. 50

    4-1-   مقدمه    50

    4-2-   فلوچارت کامل شبیه سازی.. 50

    4-3-   تشکیل همیلتونین.. 52

    4-3-1-    همیلتونین در فضای حقیقی.. 53

    4-3-2-    تبدیل همیلتونین به نمایش در فضای مود. 54

    4-4-   خود-انرژی ناشی از اتصالات... 57

    4-5-   خود-انرژی ناشی از درهمکنش الکترون- فوتون.. 58

    4-6-   چالش های محاسباتی در شبیه سازی عددی.. 59

    4-7-   راه حل های ممکن جهت عبور از چالش های محاسباتی.. 60

    فصل 5-   نتایج شبیه سازی.. 61

    5-1-   مقدمه    61

    5-2-   نتایج شبیه سازی.. 61

    فصل 6-   پیشنهادات... 64

    6-1     بررسی و مطالعه ی دقیق بر روی راه حل های شبیه سازی عددی سلول های خورشیدی نانوساختار با استفاده از روش NEGF  و بهره بردن از تکنیک های تسریع محاسبات از جمله برنامه نویسی موازی به منظور دست یابی به نتایج قابل قبول علمی.. 64

    6-2     شبیه سازی سلول خورشیدی مبتنی بر گرافن با استفاده از ساختار ابر-شبکه (به روشه ای مختلف) 64

    6-3       طراحی مدل جدیدی از IB-QD-SC با استفاده از ساختار ابر شبکه ی گرافن.. 64

    6-4     شبیه سازی سلول های خورشیدی و آشکارسازهای نوری پلاسمونیک با استفاده از گرافن و طلا (با کمک Comsol) 64

    6-5     طراحی سلول خورشیدی با جذب نور بسیار بالا به وسیله ی گرافن چند لایه به همراه لایه های میانی شفاف (مثلا H-BN) 64

    فهرست مراجع.. 65

    منبع:

    [1].  http://www.irses.ir

    [1] .  http://en.wikipedia.org/wiki/Solar_cell

    [1] . بن. جی. استریتمن، غلامحسن روئین تن و سعید صمدی(مترجم)، « فیزیک الکترونیک»، انتشارات دانشگاه علم و صنعت ایران، چاپ ششم، 1387 .

    [1] . Jef Poortmans and Vladimir Arkhipov, “Thin film solar cells fabrication, characterization and applications,” John Wiley & Sons, Ltd, IMEC, Leuven, Belgium, 2006.

    [1] . Peter Wurfel, “Physics of solar cell/ from principle to new concepts”, WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim, 2005.

    [1] . Neelkanth G. Dhere , “Recent  developments  in thin film solar cells ,” Thin Solid Films, 193/194 (1990) 757-768 .

    [1] . http://www.Sovox.com

    [1] . R.W. Miles, K.M. Hynes, I. Forbes “Photovoltaic solar cells: An overview of state-of-the-art cell development and environmental issues,” Progress in Crystal Growth and Characterization of Materials

    51 (2005) 1-42.

    [1] . D.J. Friedman, “Progress and challenges for next-generation high-efficiency multijunction solar cells,” Current Opinion in Solid State and Materials Science 14 (2010) 131–138.

    [1] . K.R. Catchpole , K.L. Lin, M.A. Green, A.G. Aberle, R. Corkish, J. Zhao, A. Wang, “Thin semiconducting layers as active and passive emitters for thermophotonics and thermophotovoltaics,” Solar Energy 76 (2004) 251–254.

    [1] . Sung Jin Kim, “Nanostructured Photovoltaic Devices for Next Generation Solar Cell,” Ph.D. Dissertation, Department of Electrical Engineering, University at Buffalo, the State University of New York, 2008.

    [1] . C. B. Honsberg and A.M. Barnett, "Paths to Ultra-High Efficiency (>50% Efficient) Photovoltaic Devices", 20th European Photovoltaic Solar Energy Conference, 6 - 10 June 2005, Barcelona, Spain.

    [1] . C.B. Honsberg, A.M. Barnett, D. Kirkpatrick, "Nanostructured Solar Cells for High Efficiency Photovoltaics", 4th World Conference on Photovoltaic Energy Conversion, Hawaii, May 7 - 12, 2006.

    [1] . www.en.wikipedia.org/wiki/nanowire

    [1] . Winston Chern, Ki Jun Yu, Debashis Chanda, Jae Cheol Shin, John A. Rogers, and Xiuling Li “Ordered Silicon Nanowire Array Based Solar Cells Produced by Metal Assisted Chemical Etching,” IEEE, 2010.

    [1] . Ke Sun, Student Member, IEEE, Alireza Kargar, Student Member, IEEE, Namsoek Park, Kristian N. Madsen, Student Member, IEEE, Perry W. Naughton, Timothy Bright, Yi Jing, and Deli Wang, “Compound Semiconductor Nanowire Solar Cells,” IEEE JOURNAL OF SELECTED TOPICS IN QUANTUM ELECTRONICS, VOL. 17, NO. 4, JULY/AUGUST 2011.

    [1] . Zhiyong Fan, Daniel J. Ruebusch, Asghar A. Rathore, Rehan Kapadia, Onur Ergen, Paul W. Leu, and Ali Javey, “Challenges and Prospects of Nanopillar-Based Solar Cells,” Nano Res (2009) 2: 829 843.

    [1] . Thomas Stelzner, Vladimir A. Sivakov, Andreas Berger, Björn Hoffmann, Stefaan De Wolf, Christophe Ballif, Dongfeng Zhang, Johann Michler, and Silke H. Christiansen, “Structural, Optical, and Electrical Properties of Silicon Nanowires for Solar Cells,” IEEE 2010.

    [1] . Dante F. DeMeoa, Samuel MacNaughtona, Sameer Sonkusale, and Thomas E. Vandervelde, “Metal-Oxide Coaxial Nanowire Photovoltaic Cells,” ISDRS, Student Paper ,  2011.

    [1] . Jitendra Kumar, S. K. Manhas, Dharmendra Singh, Ramesh Vaddi, “Optimization of Vertical Silicon Nanowire based Solar Cell using 3D TCAD Simulation,” IEEE 2011.

    [1] . Dr. Michael J. O’Connell, “Carbon Nanotubes Properties  and  Applications”, Chapter 4 : Carbon nanotube electronics and devices, CRC Press, Taylor & Francis Group, Published in 2006.

    [1] . Pasquier, Aurelien Du; Unalan, H.E.; Kanwal, Alokik; Miller, Steve; Chhowalla, Manish, "Conducting and transparent single-wall carbon nanotube electrodes for polymer-fullerene solar cells," Applied Physics Letters , vol.87, no.20, pp.203511,203511-3, Nov 2005.

    [1] . Rowell, Michael W.; Topinka, Mark A.; McGehee, M.D.; Prall, Hans-Jurgen; Dennler, Gilles; Sariciftci, N.S.; Hu, Liangbing; Gruner, George, "Organic solar cells with carbon nanotube network electrodes," Applied Physics Letters , vol.88, no.23, pp.233506,233506-3, Jun 2006

    [1] . Van De Lagemaat, Jao; Barnes, T.M.; Rumbles, G.; Shaheen, Sean E.; Coutts, Timothy J.; Weeks, C.; Levitsky, I.; Peltola, J.; Glatkowski, P., "Organic solar cells with carbon nanotubes replacing In2O3:Sn as the transparent electrode," Applied Physics Letters , vol.88, no.23, pp.233503,233503-3, Jun 2006.

    [1] . Hwang, S.; Moon, J.; Lee, S.; Kim, D.-H.; Lee, D.; Choi, W.; Jeon, M.; , “Carbon nanotubes as counter electrode for dye-sensitized solar cells,” Electronics Letters, vol.43, no.25, pp.1455-1456, Dec.6 2007

    [1] . Barnes, T.M.; Wu, X.; Zhou, J.; Duda, A.; Van De Lagemaat, J.; Coutts, T. J.; Weeks, C.L.; Britz, D. A.; Glatkowski, P., "Single-wall carbon nanotube networks as a transparent back contact in CdTe solar cells," Applied Physics Letters , vol.90, no.24, pp.243503,243503-3, Jun 2007.

    [1] . Lee, Wonjoo; Jungwoo Lee; Lee, Sangjin; Whikun Yi; Han, Sung-Hwan; Cho, Byung-Won, "Enhanced charge collection and reduced recombination of CdS/TiO2 quantum-dots sensitized solar cells in the presence of single-walled carbon nanotubes," Applied Physics Letters , vol.92, no.15, pp.153510,153510-3, Apr 2008.

    [1] . Lee, Tao-Hua; Sun, Dazhi; Xi Zhang; Sue, Hung-Jue; Cheng, Xing, "Solid-state dye-sensitized solar cell based on semiconducting nanomaterials," Journal of Vacuum Science & Technology B: Microelectronics and Nanometer Structures , vol.27, no.6, pp.3073,3077, Nov 2009.

    [1] . Liu, Liming; Stanchina, Wiliam E.; Li, Guangyong; , “Effects of semiconducting and metallic single- walled carbon nanotubes on performance of bulck heterojunction organic solar cells,” Applied Physics Letters , vol.94, no.23, pp.233309-233309-3, Jun 2009.

    [1] . Levitsky, I.A., "Hybrid Solar Cells Based On Carbon Nanotubes and Nanoporous Silicon [Nanoproducts]," Nanotechnology Magazine, IEEE , vol.4, no.4, pp.24,25, Dec. 2010.

    [1] . Barnes, T.M.; Bergeson, Jeremy D.; Tenent, Robert C.; Larsen, Brian A.; Teeter, Glenn; Jones, Kim M.; Blackburn, Jeffrey L.; Van de Lagemaat, Jao, "Carbon nanotube network electrodes enabling efficient organic solar cells without a hole transport layer," Applied Physics Letters , vol.96, no.24, pp.243309,243309-3, Jun 2010.

    [1] . Mallajosyula, A.T.; Iyer, S. S K; Mazhari, B., "Role of single walled carbon nanotubes in improving the efficiency of poly-(3-hexylthiophene) based organic solar cells," Journal of Applied Physics , vol.108, no.9, pp.094902,094902-9, Nov 2010.

    [1] . Zhongrui Li; Saini, Viney; Dervishi, Enkeleda; Kunets, Vasyl P.; Zhang, Jianhui; Yang Xu; Biris, Alexandru R.; Salamo, Gregory J.; Biris, A.S., "Polymer functionalized n-type single wall carbon nanotube photovoltaic devices," Applied Physics Letters , vol.96, no.3, pp.033110,033110-3, Jan 2010.

    [1] . Kang, M.; Han, Y.; Choi, H.; Jeon, M., "Two-step heat treatment of carbon nanotube based paste as counter electrode of dye-sensitised solar cells," Electronics Letters , vol.46, no.22, pp.1509,1510, October 28 2010.

    [1] . Mohseni, P.K.; Lawson, G.; Adronov, A.; LaPierre, R.R., "Hybrid GaAs-Nanowire–Carbon-Nanotube Flexible Photovoltaics," Selected Topics in Quantum Electronics, IEEE Journal of , vol.17, no.4, pp.1070,1077, July-Aug. 2011.

    [1] . Del Gobbo, S.; Castrucci, P.; Scarselli, M.; Camilli, L.; De Crescenzi, M.; Mariucci, L.; Valletta, A.; Minotti, A.; Fortunato, G., "Carbon nanotube semitransparent electrodes for amorphous silicon based photovoltaic devices," Applied Physics Letters , vol.98, no.18, pp.183113,183113-3, May 2011.

    [1] . Saini, V.; Zhongrui Li; Bourdo, Shawn; Kunets, Vasyl P.; Trigwell, Steven; Couraud, Arthur; Rioux, J.; Boyer, Cyril; Nteziyaremye, Valens; Dervishi, Enkeleda; Biris, Alexandru R.; Salamo, Gregory J.; Viswanathan, Tito; Biris, A.S., "Photovoltaic devices based on high density boron-doped single-walled carbon nanotube/n-Si heterojunctions," Journal of Applied Physics , vol.109, no.1, pp.014321,014321-6, Jan 2011.

    [1] . Kyaw, A. K K; Tantang, H.; Wu, T.; Ke, L.; Peh, C.; Huang, Z. H.; Zeng, X.T.; Demir, H.V.; Zhang, Q.; Sun, X.W., "Dye-sensitized solar cell with a titanium-oxide-modified carbon nanotube transparent electrode," Applied Physics Letters , vol.99, no.2, pp.021107,021107-3, Jul 2011.

    [1] . Jia, Yi; Li, Peixu; Gui, Xuchun; Wei, Jinquan; Wang, Kunlin; Zhu, Hongwei; Dehai Wu; Zhang, Luhui; Anyuan Cao; Ying Xu, "Encapsulated carbon nanotube-oxide-silicon solar cells with stable 10% efficiency," Applied Physics Letters , vol.98, no.13, pp.133115,133115-3, Mar 2011.

    [1] . Stylianakis, Minas M.; Kymakis, Emmanuel; , “Efficiency enhancement of organic photovoltaic by addition of carbon nanotubes into both active and hole transport layer,” Applied Physics Letters , vol.100, no.9, pp.093301-093301-5, Feb 2012.

    [1] . Chen, Wenchao; Seol, Gyungseon; Rinzler, Andrew G.; Guo, Jing, "Carrier dynamics and design optimization of electrolyte-induced inversion layer carbon nanotube-silicon Schottky junction solar cell," Applied Physics Letters , vol.100, no.10, pp.103503,103503-4, Mar 2012.

    [1] . Somani, Savita P.; Somani, Prakash R.; Umeno, M.; Flahaut, E., "Improving photovoltaic response of poly(3-hexylthiophene)/n-Si heterojunction by incorporating double walled carbon nanotubes," Applied Physics Letters , vol.89, no.22, pp.223505,223505-3, Nov 2006.

    [1] . Somani, Prakash R., "Pressure sensitive multifunctional solar cells using carbon nanotubes," Applied Physics Letters , vol.96, no.17, pp.173504,173504-3, Apr 2010.

    [1] . Miller, Anthony J.; Hatton, Ross A.; Silva, S. R P, "Interpenetrating multiwall carbon nanotube electrodes for organic solar cells," Applied Physics Letters , vol.89, no.13, pp.133117,133117-3, Sep 2006.

    [1] . Miller, Anthony J.; Hatton, Ross A.; Chen, G. Y.; Silva, S. Ravi P., "Carbon nanotubes grown on In2O3:Sn glass as large area electrodes for organic photovoltaics," Applied Physics Letters , vol.90, no.2, pp.023105,023105-3, Jan 2007.

    [1] . Li, Fusjan; Cho, Sung Hwan; Son, Dong Ick; Kim, Tae Whan; Lee, Sun-Kyun; Cho, Yong-Hoon; Jin, Sungho; , “UV photovoltaic cells baced on conjugated ZnO quantum dot/multiwall carbon nanotube heterostructures,” Applied Physics Letters , vol.94, no.11, pp.111906-111906-3, Mar 2009.

    [1] . Tanaka, S.; Mielczarek, K.; Ovalle-Robles, R.; Wang, B.; Hsu, D.; Zakhidov, A. A.; , “Monolithic parallel tandem organic photovoltaic cell with transparent carbon nanotube interlayer,” Apllid Physics

             Letter , vol.94, no.11, pp.113506-113506-3, Mar 2009.

    [1] . Khatri, I.; Adhikari, S.; Aryal, Hare Ram; Soga, T.; Jimbo, T.; Umeno, Masayoshi, "Improving photovoltaic properties by incorporating both single walled carbon nanotubes and functionalized multiwalled carbon nanotubes," Applied Physics Letters , vol.94, no.9, pp.093509,093509-3, Mar 2009.

    [1] . Siriroj, Sumeth; Pimanpang, Samuk; Towannang, Madsakorn; Maiaugree, Wasan; Phumying, Santi; Jarernboon, Wirat; Amornkitbamrung, V., "High performance dye-sensitized solar cell based on hydrothermally deposited multiwall carbon nanotube counter electrode," Applied Physics Letters , vol.100, no.24, pp.243303,243303-4, Jun 2012.

    [1] . Galina V. Dubacheva, Chih-Kai Liang, Dario M.Bassani, et. al., "Functional mono­layers from carbon nanostructures – fullerenes, carbon nanotubes, and graphene – as novel materials for solar energy conversion", Elsevier Coordination Chemistry Reviews 256 (2012) 2628– 2639.

    [1] . H. Bi, F. Huang, J. Liang, X. Xie, M. Jiang, Adv. Mater. 23 (2011) 3202–3206.

    [1]. Y. Wang, Xiaohong Chen, Yulin Zhong, Furong Zhu, Kian Ping Loh, et. al., "Large area, continuous, few-layered graphene as anodes in organic photovoltaic devices"  Appl. Phys. Lett. 95 (2009) 063302.

    [1] . Y. Wang, S.W. Tong, X.F. Xu, B. Özyilmaz, K.P. Loh, Adv. Mater. 23 (2011) 1514–1518.

    [1] .  P. Hyesung, A.R. Jill, K. Ki Kang, B. Vladimir, K. Jing, Nanotechnology 21 (2010) 505204.

    [1] . M. Cox, A. Gorodetsky, B. Kim, K.S. Kim, Z. Jia, P. Kim, C. Nuckolls, I. Kymissis, et. al., "Single-Layer Graphene Cathode For Organic Photovoltaics "Appl. Phys. Lett. 98 (2011) 123303.

    [1] . S. Sun, L. Gao, Y. Liu, at. al., "Enhanced Dye-Sensitized Solar Cell Using Graphene- Tio2 Photoanode Prepared By Heterogeneous Coagulation",  Appl. Phys. Lett. 96 (2010), 083113/083111– 083113/083113.

    [1] . Y.-B. Tang, C.-S. Lee, J. Xu, Z.-T. Liu, Z.-H. Chen, Z. He, Y.-L. Cao, G. Yuan, H. Song, L. Chen, L. Luo, H.-M. Cheng, W.-J. Zhang, I. Bello, S.-T. Lee, ACS Nano 4 (2010) 3482–3488.

    [1] . N. Yang, J. Zhai, D. Wang, Y. Chen, L. Jiang, ACS Nano 4 (2010) 887–894.

    [1] . C.X. Guo, G.H. Guai, C.M. Li, Adv. Energy Mater. 1 (2011) 448–452.

    [1] . F. Gong, H. Wang, Z.-S. Wang, Phys. Chem. Chem. Phys. 13 (2011) 17676–17682.

    [1] . H. Choi, H. Kim, S. Hwang, Y. Han, M. Jeon, J. Mater. Chem. 21 (2011) 7548–7551.

    [1] . A.K. Geim, K.S. Novoselov, Nat. Mater. 6 (2007) 183–191.

    [1] . X. Li, H. Zhu, K. Wang, A. Cao, J. Wei, C. Li, Y. Jia, Z. Li, X. Li, D. Wu, Adv. Mater. 22 (2010) 2743–2748.

    [1] . L. Lancellotti, T. Polichetti, F. Ricciardella, O. Tari, S. Gnanapragasam, S. Daliento, G. Di Francia, Graphene applications in Schottky barrier solar cells, Thin Solid Films (2012), doi: 10.1016/j.tsf.2012.09.040

    [1] . Y. Ye, Y. Dai, L. Dai, Z.-J. Shi, N. Liu, F. Wang, L. Fu, R.-M. Peng, X.-N. Wen, Z.-J. Chen, Z.-F. Liu, G.-G. Qin, ACS Appl. Mater. Interfaces 2 (2010) 3406–3410.

    [1] . Y. Ye, L. Gan, L. Dai, Y. Dai, X. Guo, H. Meng, B. Yu, Z. Shi, K. Shang, G. Qin, Nanoscale 3 (2011) 1477–1481.

    [1] . L. Zhang, L. Fan, Z. Li, E. Shi, X. Li, H. Li, C. Ji, Y. Jia, J. Wei, K. Wang, H. Zhu, D. Wu, A. Cao, Nano Res. 4 (2011) 891–900.

    [1] . T.J. Echtermeyer, L. Britnell, P.K. Jasnos, A. Lombardo, R.V. Gorbachev, A.N. Grigorenko, A.K. Geim, A.C. Ferrari, K.S. Novoselov, et. al., "Strong plasmonic enhancement of photovoltage in graphene ", Nature(2011).

    [1] . Xiaochang Miao, Sefaattin Tongay, Maureen K. Petterson, Kara Berke, Andrew G. Rinzler, Bill R. Appleton, Arthur F. Hebard, et. al., "High Efficiency Graphene Solar Cell By Chemical Doping", ACS Nano Lett (2012), 12, 2745−2750.

    [1] . Zixu Zhu, Sachit Grover, Kendra Krueger, Garret Moddel, at. al., "Optical Rectenna Solar Cells Using Graphene Geometric Diodes", IEEE(2011) ,2120-2122.

    [1] . S. Basu, P. Bhattacharyya, “recent developments on graphene and graphene oxide based solid state gas sensors”, Sens. Actuators B: Chem. (2012).

    [1] . K. S. Novoselov, “Nobel Lecture: Graphene: Materials in the Flatland”, Review of modern physics, Vol. 83, (2011).

    [1]. X. Yang, “the rise of graphene”, student paper, Link: http://www.seas.upenn.edu/~yxiang/courses/ECE%20212A.pdf .

    [1].   Yanwu Zhu, Shanthi Murali, Weiwei Cai, Xuesong Li, Ji Won Suk, Jeffrey R. Potts, and Rodney S. Ruoff, “graphene and graphene oxide: synthesis, properties, and applications”, Adv. Mater. 22,3906–3924,  (2010).

    [1] . A. H. Castro Neto, F. Guinea, N. M. R. Peres, K. S. Novoselov, and A. K. Geim, “The electronic properties of graphene”, REVIEWS OF MODERN PHYSICS, v 81, (2009).

    [1].  C. soldano, A. Mahmood, E. Dujardin, “production, properties and potential of graphene” CARBON 48, 2127 – 2150, ( 2010).

    [1] . V. Singh, D. Joung, L. Zhai, S. Das, S. I. Khondaker, S. Seal, “graphene based materials: past, present, and future”, Progress in Materials Science 56, 1178–1271, (2011).

    [1] . Wallace, P. R. "The band theory of graphite." Physical Review 71.9 (1947): 622.‏

    [1] . www.wikipedia.org.

    [1] . A. Venugopal, L. Colombo, E. M. Vogel, “issues with characterizing transport properties of graphene field effect transistors”, Solid State Communications, 152, 1311–1316, (2012).

    [1] . A. C. Neto, F. Guinea, N. M. Peres, “Drawing conclusions from graphene”, Physics World, www.physicsweb.org, November (2006).

    [1] . S. Sahoo, “quantum hall effect in graphene : status and prospects”, Indian Journal of Pure & Applied Physics, Vol. 49, pp. 367-371, june (2011).

    [1] . A. K. Geim,  K. S. Novoselov, “the rise of graphene”, nature materials, Vol.  6, March (2007).

    [1]. E. Ahmadi, A. Asgari, K. Ahmadiniar, “The optical responsivity in IR-photodetector based on armchair graphene nanoribbons with p–i–n structure”, Superlattices and Microstructures, Vol. 52, pp. 605–611, (2012).

    [1]. R.R. Nair, P. Blake, A.N. Grigorenko, K.S. Novoselov, T.J. Booth, T.  Stauber, N.M.R. Peres & A.K. Geim, “Universal Dynamic Conductivity and Quantized Visible Opacity of Suspended Graphene”, Science, Vol.32,  no. 5881 p. 1308 , 6 June (2008).

    [1] . www.en.wikipedia.org/ fine structure constant. 

    [1] . Wimmer, Michael, et al. "Spin currents in rough graphene nanoribbons: Universal fluctuations and spin injection." Physical review letters 100.17 (2008): 177207.‏

     

    [1]. Youdang Wu, “Simulation of graphene electronic devices” , Ph.D. Dissertation, School of Electronic, Electrical and Computer Engineering, University of Birmingham, Birmingham. 2011.

    [1]. L. Mohammadzadeh, A. Asgari, S.Shojaei, and E. Ahmadi, “Theoretical calculation of excitonic binding energies and optical absorption spectra for Armchair graphene nanoribbons”, Eur. Phys. J. B , 249–253 (2011).

    [1]. J. Guo, M. Lundstrom, A. Javey, J. Kong, “device simulation of SWNT-FETs”, Carbon Nanotube Electronics, Springer, (2007).

    [1]. www.wikipedia.org

    [1]. Leo P Kadanoff_ Gordon Baym. “Quantum statistical mechanics: Green's function methods in equilibrium and nonequilibrium problems” .New York, W.A. Benjamin  (1962).

    [1]. P. C. Martin,  J. Schwingerr, “Theory of Many-Particle Systems. I”, Physical Review, Vol. 115, N.  6, September 15 (1959).

    [1]. S. Datta, “Electronic transport in mesoscopic systems”, Cambridge University Press, Cambridge, (1995).

    [1]. S. Datta, “Quantum Transport: atom to transistor”, Cambridge University Press, Cambridge, (2005).

    [1]. Q. Gao, J. Guo, “Quantum mechanical simulation of grapheme photodetectors”, Journal of Applied Physics, Vol. 112, 084316 (2012).

    [1]. P. Zhao, J. Guo, “Modeling edge effects in Graphene Nanoribbon Field-effect Transistors with real and mode space methods”, Journal of Applied Physics 105.3, 34503-034503 (2009) .

    [1]. P. Zhao, M. Choudhury, K. Mohanram, J. Guo, “Computational Model of Edge Effects in Graphene Nanoribbon Transistors”, Nano Res Vol. 1, pp. 395-402, (2008).

    [1]. M. Pourfath, H. Kosina, “Computational study of carbon-based electronics”, J Comput Electron, Springer, (2009).

    [1] . N. Cavassilas, F. Michelini, M. Bescond, “modeling of nanoscale solar cells: the green's function formalism”, Journal of Renewable and Sustainable Energy, 6, 011203, (2014).

    [1]. U. Aeberhard, “Theory and simulation of quantum photovoltaic devices based on the non-equilibrium green's function formalism”, J Comput Electron, Vol. 10, pp. 394-413, (2011).

    [1]. A. Buin, A. Verma, S. Saini, “Optoelectronic response calculations in the framework of k.p coupled to non-equilibrium green's functions for one-dimensional systems in the ballistic limit”, Journal of Applied Physics, 114, 033111, (2013).

    [1].  J. Guo, Muhammad A. Alam, and Youngki Yoon, “Theoretical investigation on photoconductivity of single intrinsic carbon nanotubes”,  Applied physics letters 88.13, (2006



تحقیق در مورد پایان نامه شبیه¬سازی عددی سلول خورشیدی مبتنی بر نانو نوار گرافن با استفاده از روش تابع گرین غیرتعادلی NEGF , مقاله در مورد پایان نامه شبیه¬سازی عددی سلول خورشیدی مبتنی بر نانو نوار گرافن با استفاده از روش تابع گرین غیرتعادلی NEGF , پروژه دانشجویی در مورد پایان نامه شبیه¬سازی عددی سلول خورشیدی مبتنی بر نانو نوار گرافن با استفاده از روش تابع گرین غیرتعادلی NEGF , پروپوزال در مورد پایان نامه شبیه¬سازی عددی سلول خورشیدی مبتنی بر نانو نوار گرافن با استفاده از روش تابع گرین غیرتعادلی NEGF , تز دکترا در مورد پایان نامه شبیه¬سازی عددی سلول خورشیدی مبتنی بر نانو نوار گرافن با استفاده از روش تابع گرین غیرتعادلی NEGF , تحقیقات دانشجویی درباره پایان نامه شبیه¬سازی عددی سلول خورشیدی مبتنی بر نانو نوار گرافن با استفاده از روش تابع گرین غیرتعادلی NEGF , مقالات دانشجویی درباره پایان نامه شبیه¬سازی عددی سلول خورشیدی مبتنی بر نانو نوار گرافن با استفاده از روش تابع گرین غیرتعادلی NEGF , پروژه درباره پایان نامه شبیه¬سازی عددی سلول خورشیدی مبتنی بر نانو نوار گرافن با استفاده از روش تابع گرین غیرتعادلی NEGF , گزارش سمینار در مورد پایان نامه شبیه¬سازی عددی سلول خورشیدی مبتنی بر نانو نوار گرافن با استفاده از روش تابع گرین غیرتعادلی NEGF , پروژه دانشجویی در مورد پایان نامه شبیه¬سازی عددی سلول خورشیدی مبتنی بر نانو نوار گرافن با استفاده از روش تابع گرین غیرتعادلی NEGF , تحقیق دانش آموزی در مورد پایان نامه شبیه¬سازی عددی سلول خورشیدی مبتنی بر نانو نوار گرافن با استفاده از روش تابع گرین غیرتعادلی NEGF , مقاله دانش آموزی در مورد پایان نامه شبیه¬سازی عددی سلول خورشیدی مبتنی بر نانو نوار گرافن با استفاده از روش تابع گرین غیرتعادلی NEGF , رساله دکترا در مورد پایان نامه شبیه¬سازی عددی سلول خورشیدی مبتنی بر نانو نوار گرافن با استفاده از روش تابع گرین غیرتعادلی NEGF

ثبت سفارش
تعداد
عنوان محصول
بانک دانلود پایان نامه رسا تسیس