ข้อมูลผลงานวิจัยของคณาจารย์ คณะวิทยาศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย

ชื่อผลงานวิจัย : การจำลองเชิงตัวเลขของเซลล์แสงอาทิตย์ InGaPN/GaAs 
Library Call : PJ.2554 / 5821 
สถานที่ตั้งห้องสมุด : ห้องสมุดคณะวิทยาศาสตร์
ตัวอย่างบทคัดย่อ : เพื่อพัฒนาคุณภาพของเซลล์แสงอาทิตย์ชนิดหลายรอยต่อที่มี GaAs เป็นชั้นดูดกลืนแสงสิ่งสำคัญที่ต้องคำนึงถึง คือ ค่าช่องว่างแถบพลังงาน และค่าคงที่โครงผลึกที่เข้ากันได้ จากการวิเคราะห์ประสิทธิภาพควอนตัม (QE) สามารถสรุปได้ว่าวัสดุสารกึ่งตัวนำที่มีค่าช่องว่างแถบพลังงานในช่วง 1.8-2.3 eV มีความเหมาะสำหรับการใช้เป็นชั้นดูดกลืนแสงคู่กับ GaAs ในเซลล์แสงอาทิตย์ชนิดหลายรอยต่อ จากค่าช่องว่างแถบพลังงานดังกล่าวสามารถนำไปใช้กำหนดองค์ประกอบธาตุในฟิล์ม InGaPN ที่มีค่าคงที่โครงผลึกเข้ากันได้กับ GaAs ด้วยการปรับสัดส่วนของปริมาณ In และ N ในชั้นฟิล์ม พบว่า InGaPN ที่มีค่าคงที่โครงผลึกเข้ากันได้กับ GaAs มีองค์ประกอบเป็น In0.528Ga0.427P0.979N0.021 และมีค่าช่องว่างแถบพลังงานเป็น 1.88 eV โครงงานวิทยาศาสตร์นี้ได้คำนวณหาค่าประสิทธิภาพของเซลล์แสงอาทิตย์ชนิดรอยต่อพี – เอ็น InGaPN/ GaAs โดยใช้ค่าสัมประสิทธิ์การดูดกลืนแสงที่ตรวจวัดได้ด้วยเทคนิคสเปกโตรสโกปิกอิลิปโซเมทรี ผลการคำนวณแสดงว่าค่าประสิทธิภาพเชิงควอนตัมสูงถึงร้อยละ 62 และเมื่อนำ ไปจำลองเป็นชั้นดูดกลืนแสงในเซลล์แสงอาทิตย์ชนิดรอยต่อพี – เอ็นพบว่า ความต่างศักย์เปิดวงจร ความหนากระแสไฟฟ้าลัดวงจร และฟิลล์แฟคเตอร์ที่ได้จากการคำนวณเชิงตัวเลขมีค่าเป็น 1.8 V, 24.6 mA/cm2 และ 0.94 ตามลำดับ ดังนั้นประสิทธิภาพการแปลงพลังงานแสงเป็นพลังงานไฟฟ้าของเซลล์แสงอาทิตย์ชนิดรอยต่อพี – เอ็น InGaPN/ GaAs, (FFxVocx Jsc)/Pin ที่ได้จากการคำนวณมีค่าเป็น 42.9% ที่ความเข้มแสง 1.5 AM (Pin = 96.366 mW/cm2) ผลจากการคำนวณดังกล่าวแสดงให้เห็นว่ามีความเป็นไปได้สูงที่จะนำสารกึ่งตัวนำผสม InGaPN ไปผลิตเป็นชั้นดูดกลืนแสงในเซลล์แสงอาทิตย์ชนิดรอยต่อพี – เอ็นคู่กับ GaAs