ข้อมูลผลงานวิจัยของคณาจารย์ คณะวิทยาศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย

ชื่อผลงานวิจัย : การจำลองเชิงตัวเลขของเซลล์แสงอาทิตย์ GaAsN/GaAs 
Library Call : PJ.2555 / 6399 
สถานที่ตั้งห้องสมุด : ห้องสมุดคณะวิทยาศาสตร์
ตัวอย่างบทคัดย่อ : เพื่อพัฒนาคุณภาพของเซลล์แสงอาทิตย์ให้มีประสิทธิภาพที่ดีที่สุด สิ่งสำคัญที่ต้องคำนึงถึงเป็นสำคัญ คือตัววัสดุที่ถูกนำมาใช้เป็นชั้นดูดกลืน โดยต้องพิจารณา ค่าช่องว่างแถบพลังงาน ค่าคงที่โครงผลึกที่เข้ากันได้ ค่าความสามารถในการดูดกลืน และประสิทธิภาพการแปลงพลังงานแสงไปเป็นพลังงานไฟฟ้า สำหรับโครงงานนี้ได้พิจารณาสารกึ่งตัวนำอัลลอย GaAsN ซึ่งพบว่ามีค่าคงที่โครงผลึกที่เหมาะสมสำหรับการใช้เป็นชั้นดูดกลืนแสงคู่กับสารกึ่งตัวนำ GaAs ในเซลล์แสงอาทิตย์ อีกทั้งการเป็นสารอัลลอย ทำให้มีสมบัติสามารถปรับค่าช่องว่างแถบพลังงานให้เหมาะสมได้โดยการปรับสัดส่วนของ N ต่อ As ในเนื้อสาร โดยในโครงงานนี้ได้ทำการคำนวณหาค่าความสามารถในการดูดกลืนของ GaAsN เพื่อหาปริมาณ N ที่เหมาะสมที่สุดในการนำไปผลิตเป็นเซลล์แสงอาทิตย์ที่มีประสิทธิภาพสูง และพบว่า GaAsN ที่มีสัดส่วน N อยู่ในช่วง ร้อยละ 2.5-2.9 จะให้ค่าความสามารถในการดูดกลืนที่สูงสุด ต่อมาเมื่อได้ทำการจำลองนำสาร GaAsN และ GaAs มาทำเป็นชั้นดูดกลืนแบบรอยต่อพี-เอ็น และคำนวณหาประสิทธิภาพการแปลงพลังงานแสงไปเป็นพลังงานไฟฟ้าโดยพิจารณาที่ upper limit หรือค่าสูงสุดที่เป็นไปได้ ก็พบว่าเซลล์แสงอาทิตย์สามารถที่จะให้ความหนากระแสไฟฟ้าลัดวงจร 34.2 mA/cm2 ความต่างศักย์เปิดวงจร 1.22 V และฟิลล์แฟคเตอร์ 0.909 เมื่อนำมาคำนวณกับกำลังไฟฟ้าขาเข้าจากแสงที่ความเข้มแสง 1.5 air mass (Pin = 96.366 mW/cm2) ก็พบว่าเซลล์แสงอาทิตย์สามารถให้ประสิทธิภาพถึง 39.3% ซึ่งจัดเป็นค่าที่สูงเหมาะสมสำหรับการนำไปใช้ และทำการพัฒนาต่อยอดไปอีกได้