ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP MÔ PHỎNG HIỆU SUẤT CỦA PIN MẶT TRỜI SỬ DỤNG DÂY NANO (NANOWIRE SOLAR CELL) BẰNG PHẦN MỀM ATLAS DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT Từ Viết Tắt Nghĩa Tiếng Anh P Positive N Negative Si Silic MPPT VLS Cu Al Ti Ga Au SiH4 nm UV Nghĩa Tiếng Việt Cực Dương Cực Âm Silic Độ điều khiển tìm cơng suất tối ưu Maximum Power Point Tracker cho hệ thống điện mặt trời Vapor liquid solid Kỹ thuật trồng nanowire Cu Đồng Aluminium Nhôm Tali Tali Gallium Gali L aurum Vàng Silane Silane nanometer nanometer Ultraviolet Tia cực tím tia tử ngoại ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 1/77 CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI 1.1 Tổng quan lượng mặt trời Năng lượng mặt trời biết đến nguồn lượng đến từ mặt trời Hằng ngày mặt trời tỏa nguồn lượng khổng lồ thật điều tốt chúng biết khai thắc nguồn lượng khổng lồ nhiều năm Trong năm trở lại gần Việt Nam bắt đầu khai thác nguồn lượng mặt trời từ cơng nghệ nước ngồi q trình hội nhập phát triển công nghệ cách mạnh mẽ kỷ thứ hai mươi mốt Năng lượng mặt trời biết đến từ mặt trời phát Mặt trời giống khác vũ trụ sinh từ hydro helium Trong mặt trời gọi lõi mặt trời hình thành phản ứng hạt nhân Trong phản ứng hạt nhân lõi mặt trời áp suất nhiệt độ mặt trời khiến cho phân tử hydro tách rời kết hợp với hạt nhân tạo nên trình nhiệt hạch phát nguồn lượng khổng lồ lượng mặt trời Năng lượng mặt trời nguồn lượng từ tự nhiên lấy từ mặt trời Năng lượng mặt trời phát triển khai thác mạnh nước Châu Phi Châu Á Theo Hiệp hội lượng Việt Nam, nước ta quốc gia có ánh sáng mặt trời nhiều biểu đồ xạ, với tỉnh Tây Nguyên Nam Trung Bộ số lên tới hàng ngàn Bức xạ mặt trời trung bình 150 kcal/cm2 MƠ PHỎNG HIỆU SUẤT CỦA PIN MẶT TRỜI SỬ DỤNG DÂY NANO (NANOWIRE SOLAR CELL) BẰNG PHẦN MỀM ATLAS ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 2/77 Hình 1-1: Nhà máy phát điện mặt trời Nellis Hoa Kỳ [1] Vào năm kỉ gần nhà khoa học nghiên cứu cách sử dụng lượng mặt trời Đây bước phát triển vượt bậc khoa học kĩ thuật nhằm cho việc khai thác lượng mặt trời cách hiệu Có lúc thiếu hụt nguồn lượng từ khống sản việc khai thác nguồn lượng từ tự nhiên cách hữu hiệu Ánh sáng mặt trời quen thuộc người dân Nhờ có pin lượng mặt trời mà nguồn lượng tự nhiên chuyển hóa thành điện để phục vụ cho đời sống người Nguồn điện sử dụng đời sống dân sinh giảm gánh nặng cho mạng lưới điện quốc gia người dân bán điện cho nhà nước Giá pin mặt trời rẻ Vì chi phí lắp đặt pin mặt trời họ gia đình, nhà xưởng với giá hợp lý Với vốn đầu tư hợp lý với chi phí sửa chữa không, với tuổi thọ pin mặt trời lên tới 25 năm Pin lượng mặt trời giúp cho khách hàng tiết kiệm hàng tháng nhiều so với dùng hệ thống điện lưới Một điểm mà pin mặt trời biết đến cách phổ biến người pin mặt trời tạo nguồn lượng thân thiện với mơi trường MƠ PHỎNG HIỆU SUẤT CỦA PIN MẶT TRỜI SỬ DỤNG DÂY NANO (NANOWIRE SOLAR CELL) BẰNG PHẦN MỀM ATLAS ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 3/77 Hình 1-2: Nhân viên lắp đặt lượng mặt trời khai thác nhà dân [2] 1.2 Bố cục đồ án tốt nghiệp chia thành bốn chương  Chương 1: Tổng quan lượng mặt trời  Chương 2: Pin lượng mặt trời nanowire lượng mặt trời  Chương 3: Tổng quan phần mềm ATLAS  Chương 4: Mô đánh kết  Chương 5: Kết luận phát triển đề tài MÔ PHỎNG HIỆU SUẤT CỦA PIN MẶT TRỜI SỬ DỤNG DÂY NANO (NANOWIRE SOLAR CELL) BẰNG PHẦN MỀM ATLAS ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 4/77 CHƯƠNG PIN NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI VÀ NANOWIRE 1.3 Pin mặt trời truyền thống Silic 1.1.1 Các loại pin lượng mặt trời  Pin mặt trời dạng monocrystalline - Là pin mặt trời làm chủ yếu chất bán dẫn Silic hình dạng ống dẫn tinh khiết với cắt thành nhiều miếng mỏng Những pin mặt trời sử dụng vật liệu Silic đơn tinh - thể Cũng hình thành từ Silic đơn tinh thể có nhiểu khoảng trống cho điện tử chạy qua từ điều giúp cho hiệu suất loại pin lớn - Chi phí đắt q trình chế tạo Silic đơn tinh thể khó khăn  Pin mặt trời polycrystalline - Khác với pin mặt trời monocrystalline pin mặt trời làm tan chảy Silic vào để làm pin mỏng Nhưng Silic - Silic đa tinh thể nhiều tinh thể Cũng cấu tạo từ Silic đa tính thể khơng có nhiều khoảng - trống làm cho điện tử chạy qua cách khó khăn Chi phí thấp q trình chế tạo Silic đơn tinh thể khó khăn 1.1.2 Cấu tạo pin lượng mặt trời Pin lượng mặt trời bao gồm có nhiều tế phần tử bán dẫn quang để hấp thụ quang chuyển hóa thành điện Các bán dẫn quang có tác dụng chuyển ánh sáng thành điện Quá trình chuyển đổi lượng gọi hiệu ứng quang điện MÔ PHỎNG HIỆU SUẤT CỦA PIN MẶT TRỜI SỬ DỤNG DÂY NANO (NANOWIRE SOLAR CELL) BẰNG PHẦN MỀM ATLAS ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 5/77 Hình 2-3: Cấu tạo pin lượng mặt trời [3] 1.4 Vật liệu pin mặt trời 1.1.3 Pin mặt trời dựa phát triển chất bán dẫn Silic Silicon chất bán dẫn dùng nhiều việc chế tạo linh kiện điện tử Được biết đến chất trung gian việc truyền dẫn điện tùy thuộc vào nhiệt độ Nhưng để tăng mức độ dẫn điện chất bán dẫn Silicon người ta pha tạp chất bán dẫn Silicon với số chất khác để tăng tính dẫn điện chất bán dẫn Khi có lượng từ ánh sáng mặt trời chất bán dẫn sinh dòng điện để sử dụng thơng qua biến đổi pha tạp chất bán dẫn với số chất, từ dùng chất bán dẫn thành pin lượng mặt trời MÔ PHỎNG HIỆU SUẤT CỦA PIN MẶT TRỜI SỬ DỤNG DÂY NANO (NANOWIRE SOLAR CELL) BẰNG PHẦN MỀM ATLAS ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 6/77 Hình 2-4: Chất bán dẫn Silic thể rắn [4]  Bán dẫn loại N (N-type) Khi pha Silicon với tạp chất có hóa trị năm ví dụ Phospho dẫn đến hợp chất có dư electron tự Phospho Chất bán dẫn thừa điện tử gọi Negative Hình 2-5: Biểu đồ lượng bán dẫn loại N [7] MÔ PHỎNG HIỆU SUẤT CỦA PIN MẶT TRỜI SỬ DỤNG DÂY NANO (NANOWIRE SOLAR CELL) BẰNG PHẦN MỀM ATLAS ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 7/77 Vì loại chất bán dẫn loại N nên mức lượng Fermi nằm phía gần đáy miền dẫn Từ mức lượng Fermi biết vùng thuộc bán dẫn N Điều làm cho biết bán dẫn loại N loại chất bán dẫn phải chứa nhiều điện tích.[7]  Bán dẫn loại P (P-type) Ngược lại với chất bán dẫn loại N chất bán dẫn loại P, cấu tạo pha tạp với chất thiếu electron từ hạt nhân lấy điện tích từ chất bán dẫn Từ nhường điện tích chất bán dẫn cho chất bị thiếu điện tích, phân tử chất bán dẫn tạo lỗ trống Chất bán dẫn thiếu điện tử mang điện tích dương P Khi mức lượng Fermi nằm gần đỉnh miền hóa trị chất bán dẫn chứa nhiều lỗ trống Có thể từ mức lượng Fermi biết vùng pin lượng mặt trời vùng bán dẫn loại P [7] Hình 2-6: Biểu đồ lượng bán dẫn loại P [7]  Lớp tiếp xúc P-N Lớp tiếp xúc biết đến lớp tiếp xúc bán dẫn loại P bán dẫn loại N Lúc đầu electron từ chất bán dẫn N sang chất bán dẫn P để phản ứng với lỗ trống để trung hòa điện MƠ PHỎNG HIỆU SUẤT CỦA PIN MẶT TRỜI SỬ DỤNG DÂY NANO (NANOWIRE SOLAR CELL) BẰNG PHẦN MỀM ATLAS ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 8/77 Hình 2-7: Hình ảnh minh họa lớp tiếp xúc (Depletopn layer) [7] Nhưng có trung hòa điện hai lớp bán dẫn loại P lớp bán dẫn loại N điện tích nằm gần mặt tiếp xúc lớp P lớp N tạo trường điện từ Vì khu vực bề mặt tiếp xúc lớp P lớp N trung hòa điện, điều mà electron cố gắng qua bị trường điện từ ngăn cản Nhưng với mức lượng khác điện tích từ bán dẫn N sang bán dẫn P sinh dòng điện nội khơng có nguồn lượng từ ánh sáng chiếu vào pin mặt trời Hình 2-8: Mức lượng lớp tiếp xúc P N [7] Từ hình ảnh ta thấy nằm phía bên trái hình bán dẫn P nằm bên phải hình bán dẫn N Khi mà mức lượng Fermi nối thẳng từ bán dẫn loại N sang bán dẫn loại N tạo hai vùng đáy miền dẫn MÔ PHỎNG HIỆU SUẤT CỦA PIN MẶT TRỜI SỬ DỤNG DÂY NANO (NANOWIRE SOLAR CELL) BẰNG PHẦN MỀM ATLAS ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 63/77 Hình 4-64: Biểu đồ thay đổi cường độ dòng điện điện áp thay đổi thơng số Biểu đồ hình 4-27 thay đổi dòng điện điện áp tăng dần, thay đổi lớp intrinsic điện áp dòng điện thay đổi mà điện áp dòng điện giảm dần làm hiệu suất giảm bảng 4-11 hình 4-28 Bảng 4-12: Các thơng số thay đổi độ rộng lớp intrinsic Độ Rộng 0.08 0.09 0.1 0.11 0.12 0.13 Jsc Pm Vm Im FF Eff 2.30E-11 2.26E-11 2.23E-11 2.17E-11 2.10E-11 2.01E-11 8.49E-12 8.09E-12 7.81E-12 7.35E-12 6.91E-12 6.49E-12 0.54 0.52 0.52 0.52 0.52 0.54 1.57E-11 1.54E-11 1.50E-11 1.41E-11 1.33E-11 1.20E-11 0.7301 0.7001 0.6935 0.6705 0.6519 0.6399 7.4862 7.3862 6.8861 6.4836 6.0952 5.7246 MÔ PHỎNG HIỆU SUẤT CỦA PIN MẶT TRỜI SỬ DỤNG DÂY NANO (NANOWIRE SOLAR CELL) BẰNG PHẦN MỀM ATLAS ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 64/77 0.14 2.01E-11 6.49E-12 0.54 1.20E-11 0.6399 5.7246 Hình 4-65: Những biểu đồ thơng số thay đổi lớp intrinsic Với tăng lên mật độ làm điện trở tăng lên làm cho dòng điện giảm gần mà độ dày lớp intrinsic tăng lên 1.1.1.12 Thay đổi mật độ lớp P hợp chất GaAs MÔ PHỎNG HIỆU SUẤT CỦA PIN MẶT TRỜI SỬ DỤNG DÂY NANO (NANOWIRE SOLAR CELL) BẰNG PHẦN MỀM ATLAS ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 65/77 Hình 4-66: Biểu đồ thay đổi điện áp dòng điện thay đổi mật độ lớp GaAs cấu tạo xuyên tâm Từ biểu đồ thấy điện áp dòng điện tăng mật độ bán dẫn P tời mức náo điện áp dòng điện tăng lên Trong mật độ thời điện 1010 điện áp dòng điện lại tăng dần điều Nhưng tăng mật độ lớp bán dẫn P dòng điện điện áp với thông số tăng theo giữ ổn định mật độ đến 1020 theo bảng biểu đồ hình 4-16 Bảng 4-13: Sự thay đổi thông số nanowire mật độ từ 1010 đến 1020 Nồng Độ 1.00E+15 1.00E+16 1.00E+17 1.00E+18 1.00E+19 1.00E+20 Jsc Voc Pm Vm Im 1.16E-11 5.00E-01 3.20E-12 4.20E-01 7.62E-12 6.72E-12 4.81E-01 2.42E-12 4.00E-01 6.05E-12 8.30E-12 0.48325 2.94E-12 0.4 7.35E-12 1.60E-11 0.50129 6.03E-12 0.42 1.44E-11 1.88E-11 0.50445 7.12E-12 0.42 1.70E-11 1.90E-11 0.50461 7.19E-12 0.42 1.71E-11 MÔ PHỎNG HIỆU SUẤT CỦA PIN MẶT TRỜI SỬ DỤNG DÂY NANO (NANOWIRE SOLAR CELL) BẰNG PHẦN MỀM ATLAS FF 0.552 0.7495 0.7324 0.7508 0.752 0.7507 Eff 2.8237 2.135 2.5908 5.3155 6.2813 6.3401 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 66/77 Hình 4-67: Những biểu đồ thay đổi thông số nanowire thay đổi mật độ MÔ PHỎNG HIỆU SUẤT CỦA PIN MẶT TRỜI SỬ DỤNG DÂY NANO (NANOWIRE SOLAR CELL) BẰNG PHẦN MỀM ATLAS ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 67/77 CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI 1.13 Kết luận Nanowire solar cell công nghệ phát triển dựa vào cấu tạo pin mặt trời áp dụng công nghệ đại ngày công nghệ nano Sự kết hợp làm cho việc tăng hiệu suất pin lượng mặt trời truyền thống thêm hiệu suất Từ việc hấp thụ hiệu qua bề mặt bao phủ nanowire solar cell giúp cho việc bẫy ánh sáng trở nên hiệu với bề mặt phẳng pin lượng mặt trời truyền thống 1.14 Phát triển đề tài Từ kết thu thập vẽ biểu đồ từ đồ án giúp phát triển đề với hợp chất pha tạp mang lại hiệu cho nanowire với độ dày, độ dài mật độ pha tạp cách phù hợp Những kết giúp phần phát triển nanowire mật đồ pha tạp hướng phát triển cho việc cho bề mặt hấp thụ nanowire phải thật bề mặt phẳng giúp cho nanowire hấp thụ lượng cách hiệu MÔ PHỎNG HIỆU SUẤT CỦA PIN MẶT TRỜI SỬ DỤNG DÂY NANO (NANOWIRE SOLAR CELL) BẰNG PHẦN MỀM ATLAS ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 68/77 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt: [1] [2] https://vi.wikipedia.org/wiki/Pin_mặt_trời http://nangluongvietnam.vn/news/vn/dien-hat-nhan-nang-luong-tai-tao/evn- [3] tim-huong-di-cho-dien-mat-troi.html https://sites.google.com/site/vatlyvmd/bai-ghi/k12/ch-6-luong-tu-anh- [4] [5] sang/bai-3-quang-tro-va-pin-quang-dien https://vi.wikipedia.org/wiki/Silic https://hoc247.net/hoi-dap/vat-ly-11/tinh-do-lon-cua-cuong-do-dien-truong- [6] ben-trong-lop-tiep-xuc-p-n-faq24502.html https://solarvietnam.org/2017/10/04/y-nghia-thong-so-ky-thuat-cua-tam-pinmat-troi/ Tiếng Anh: [7] Robert F.Pierret (1996), “Semiconductor Device Fundamentals” United States of America [8] https://en.wikipedia.org/wiki/Direct_and_indirect_band_gaps [9] https://slideplayer.com/slide/10677549/ [10] YW(Ph.D), XZ (professor), XR (professor), WW (Ph.D) (2018), “Optimization of GaAs Nanowire Pin Junction Array Solar Cells by Using AlGaAs/ GaAs Heterojunctions” [11] Jean-Pierre Colinge, James C Greer (2016), “Nanowire Transistor Physics of Devices and Materials in One Dimension” [12] Yinghuan Kuang, J.K Rath, Marcel Di Vece, Lourens van Dijk (2013), “Elongated nanostructures for radial junction solar cells” [13] https://www.greentechmedia.com/articles/read/sol-voltaics-lands-12-5m-forgaas-nanowire-solar-materials#gs.heiE5GnR MÔ PHỎNG HIỆU SUẤT CỦA PIN MẶT TRỜI SỬ DỤNG DÂY NANO (NANOWIRE SOLAR CELL) BẰNG PHẦN MỀM ATLAS ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 69/77 [14] Vladislav Khayrudinov (2017), “Towards single nanowire solar cell based on novel radial p-n junction” [15] “Atlas User’s Manual DEVICE SIMULATION SOFTWARE”, http://ridl.cfd.rit.edu/products/manuals/Silvaco/athena_users1.pdf [16] Erik C Garnett, Mark L Brongersma, Yi Cui, Michael D McGehee (2011), “Nanowire Solar Cells” MÔ PHỎNG HIỆU SUẤT CỦA PIN MẶT TRỜI SỬ DỤNG DÂY NANO (NANOWIRE SOLAR CELL) BẰNG PHẦN MỀM ATLAS ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 70/77 PHỤ LỤC Code phần nanowire cấu trúc hình trụ: go atlas mesh cylindrical three.d r.mesh l=0 spacing=0.05 r.mesh l=0.08 spacing=0.01 r.mesh l=0.16 spacing=0.05 r.mesh l=0.19 spacing=0.01 a.m l=0 spac=60 a.m l=360 spac=60 z.mesh l=0 spacing=0.01 z.mesh l=1.10 spacing=0.01 z.mesh l=2.20 spacing=0.025 z.mesh l=3.11 spacing=0.0015 region num=1 material=GaAs acceptor=2e10 a.min=0 a.max=360 z.min=0 z.max=1.10 r.min=0 r.max=0.19 region num=2 material=GaAs a.min=0 a.max=360 z.min=1.10 z.max=2.20 r.min=0 r.max=0.19 region num=3 material=GaAs donor= 2e10 a.min=0 a.max=360 z.min=2.20 z.max=3.11 r.min=0 r.max=0.19 MÔ PHỎNG HIỆU SUẤT CỦA PIN MẶT TRỜI SỬ DỤNG DÂY NANO (NANOWIRE SOLAR CELL) BẰNG PHẦN MỀM ATLAS ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 71/77 #region num=4 material=GaAs donor=2e10 a.min=0 a.max=360 z.min=2.4 z.max=3.11 r.min=0 r.max=0.19 #region num=5 material=GaAs donor=2e10 a.min=0 a.max=360 z.min= 3.11 z.max=3.5 r.min=0 r.max=0.19 #region num=6 material=air a.min=0 a.max=360 z.min=3.105 z.max=3.11 r.min=0 r.max=0.19 electrode name=anode a.min=0 a.max=360 r.min=0 r.max=0.19 z.min=0 z.max=0 electrode name=cathode a.min=0 a.max=360 r.min=0 r.max=0.19 z.min=3.11 z.max=3.11 doping region=1 uniform p.type conc=1e+10 #doping region=3 uniform p.type conc=5e+17 doping region=3 uniform n.type conc=1e+10 #doping region=4 uniform n.type conc=1e+14 #doping region=5 uniform n.type conc=4e+16 material material=GaAs taun0=1.e-9 taup0=1.e-9 copt=1.5e-10 save outf=solarex14_0.str beam num=1 z.origin=-2.0 raytrace=solarex14_1.str \ x.origin=0 y.origin=0 phi=0.0 theta=90 nx=10 nz=10 power.file=solarex14.spec models fermi ni.fermi cvt srh method BICGST MÔ PHỎNG HIỆU SUẤT CỦA PIN MẶT TRỜI SỬ DỤNG DÂY NANO (NANOWIRE SOLAR CELL) BẰNG PHẦN MỀM ATLAS ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 72/77 solve init log outf=solarex14_0.log solve previous solve vstep=0.02 vfinal=0.55 name=anode log off solve init solve b1=1 log outf=solarex14_1.log solve previous solve vstep=0.02 vfinal=0.55 name=anode tonyplot -overlay solarex14_0.log solarex14_1.log -set solarex14_0.set tonyplot3d solarex14_1.str -set solarex14_1.set extract init inf="solarex14_1.log" extract name="Jsc" y.val from curve(v."anode", i."cathode") where x.val=0.0 extract name="Voc" x.val from curve(v."anode", i."cathode") where y.val=0.0 extract name="Pm" max(curve(v."anode", (v."anode" * i."cathode"))) extract name="Vm" x.val from curve(v."anode", (v."anode"*i."cathode") ) \ where y.val=$"Pm" extract name="Im" $"Pm"/$"Vm" extract name="FF" ($"Pm"/($"Jsc"*$"Voc")) extract name="Eff" ($"Pm"/(3.14157*(0.19)*(0.19)*1e-8*0.1))*100 Code cấu trúc xuyên tâm nanowire go atlas MÔ PHỎNG HIỆU SUẤT CỦA PIN MẶT TRỜI SỬ DỤNG DÂY NANO (NANOWIRE SOLAR CELL) BẰNG PHẦN MỀM ATLAS ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 73/77 mesh cylindrical three.d r.mesh l=0 spacing=0.05 r.mesh l=0.08 spacing=0.01 r.mesh l=0.16 spacing=0.05 r.mesh l=0.19 spacing=0.01 a.m l=0 spac=60 a.m l=360 spac=60 z.mesh l=0 spacing=0.01 z.mesh l=0.03 spacing=0.01 z.mesh l=0.11 spacing=0.025 z.mesh l=3.105 spacing=1 z.mesh l=3.11 spacing=0.0015 region num=1 material=GaAs acceptor=2e10 a.min=0 a.max=360 z.min=0 z.max=0.03 r.min=0 r.max=0.19 region num=2 material=GaAs acceptor=2e10 a.min=0 a.max=360 z.min=0.03 z.max=3.105 r.min=0.16 r.max=0.19 region num=3 material=GaAs a.min=0 a.max=360 z.min=0.03 z.max=0.11 r.min=0 r.max=0.16 region num=4 material=GaAs a.min=0 a.max=360 z.min=0.11 z.max=3.105 r.min=0.08 r.max=0.16 region num=5 material=GaAs donor=2e10a.min=0 a.max=360 z.min=0.11 z.max=3.11 r.min=0 r.max=0.08 MÔ PHỎNG HIỆU SUẤT CỦA PIN MẶT TRỜI SỬ DỤNG DÂY NANO (NANOWIRE SOLAR CELL) BẰNG PHẦN MỀM ATLAS ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 74/77 region num=6 material=air a.min=0 a.max=360 z.min=3.105 z.max=3.11 r.min=0.08 r.max=0.29 electrode name=anode a.min=0 a.max=360 r.min=0 r.max=0.19 z.min=0 z.max=0 electrode name=cathode a.min=0 a.max=360 r.min=0 r.max=0.19 z.min=3.11 z.max=3.11 doping region=1 uniform p.type conc=4e+14 doping region=2 uniform p.type conc=4e+14 #doping region=3 uniform n.type conc=4e+14 #doping region=4 uniform n.type conc=4e+14 doping region=5 uniform n.type conc=4e+14 material material=GaAs taun0=1.e-9 taup0=1.e-9 copt=1.5e-10 save outf=solarex14_0.str beam num=1 z.origin=-2.0 raytrace=solarex14_1.str \ x.origin=0 y.origin=0 phi=0.0 theta=90 nx=10 nz=10 power.file=solarex14.spec models fermi ni.fermi cvt srh method BICGST solve init log outf=solarex14_0.log solve previous MÔ PHỎNG HIỆU SUẤT CỦA PIN MẶT TRỜI SỬ DỤNG DÂY NANO (NANOWIRE SOLAR CELL) BẰNG PHẦN MỀM ATLAS ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 75/77 solve vstep=0.02 vfinal=0.55 name=anode log off solve init solve b1=1 log outf=solarex14_1.log solve previous solve vstep=0.02 vfinal=0.55 name=anode tonyplot -overlay solarex14_0.log solarex14_1.log -set solarex14_0.set tonyplot3d solarex14_1.str -set solarex14_1.set extract init inf="solarex14_1.log" extract name="Jsc" y.val from curve(v."anode", i."cathode") where x.val=0.0 extract name="Voc" x.val from curve(v."anode", i."cathode") where y.val=0.0 extract name="Pm" max(curve(v."anode", (v."anode" * i."cathode"))) extract name="Vm" x.val from curve(v."anode", (v."anode"*i."cathode") ) \ where y.val=$"Pm" extract name="Im" $"Pm"/$"Vm" extract name="FF" ($"Pm"/($"Jsc"*$"Voc")) extract name="Eff" ($"Pm"/(3.14157*(0.19)*(0.19)*1e-8*0.1))*100 Code vẽ biểu đồ hình trụ MATLAB clear all; clc; x = [1, 1.1, 1.2, 1.3, 1.4, 1.5, 1.6, 1.7, 1.8]; Jsc = [1.68E-11, 1.85E-11, 2.07E-11, 2.23E-11, 2.03E-11, 2.25E-11, 2.38E11, 2.54E-11, 2.64E-11 ]; Pm = [5.32E-12, 5.83E-12, 6.72E-12, 7.80E-12, 6.56E-12, 8.00E-12, 9.28E12, 1.10E-11, 1.22E-11 MÔ PHỎNG HIỆU SUẤT CỦA PIN MẶT TRỜI SỬ DỤNG DÂY NANO (NANOWIRE SOLAR CELL) BẰNG PHẦN MỀM ATLAS ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 76/77 ]; Vm = [0.56, 0.559995, 0.52, 0.519999, 0.54, 0.52, 0.56, 0.559994, 0.559994 ]; Im = [9.49E-12, 1.04E-11, 1.29E-11, 1.50E-11, 1.21E-11, 1.54E-11, 1.66E11, 1.97E-11, 2.17E-11 ]; FF = [0.665599, 0.66533, 0.685559, 0.736829, 0.679754, 0.749026, 0.822328, 0.914406, 0.969576 ]; Eff = [4.68771, 5.14229, 5.92932, 6.87456, 5.78016, 7.05642, 8.18414, 9.71011, 10.7266 ]; p = plot(x,Jsc,x,Pm,x,Vm,x,Im,x,FF,x,Eff); p(1).Marker = '*'; p(2).Marker = '+'; p(3).Marker = 'square'; p(4).Marker = 'o'; p(5).Marker = 'v'; p(6).Marker = '.'; %p(7).Marker = 'v'; xlabel('Do dai cua khoi Axial (um)'); ylabel('Gia tri duoc'); Code vẽ biểu đồ hình xuyên tâm MATLAB clear all; clc; x = [1, 1.1, 1.2, 1.3, 1.4, 1.5, 1.6, 1.7, 1.8]; Jsc = [1.68E-11, 1.85E-11, 2.07E-11, 2.23E-11, 2.03E-11, 2.25E-11, 2.38E11, 2.54E-11, 2.64E-11 ]; %Voc = [1.36E-11, 1.26E-11, 1.11E-11, 9.28E-12, 7.81E-12, 1.11E-11]; Pm = [5.32E-12, 5.83E-12, 6.72E-12, 7.80E-12, 6.56E-12, 8.00E-12, 9.28E12, 1.10E-11, 1.22E-11 ]; Vm = [0.56, 0.559995, 0.52, 0.519999, 0.54, 0.52, 0.56, 0.559994, 0.559994 ]; Im = [9.49E-12, 1.04E-11, 1.29E-11, 1.50E-11, 1.21E-11, 1.54E-11, 1.66E11, 1.97E-11, 2.17E-11 ]; FF = [0.665599, 0.66533, 0.685559, 0.736829, 0.679754, 0.749026, 0.822328, 0.914406, 0.969576 ]; Eff = [4.68771, 5.14229, 5.92932, 6.87456, 5.78016, 7.05642, 8.18414, 9.71011, 10.7266 ]; figure; subplot(2,3,1); MÔ PHỎNG HIỆU SUẤT CỦA PIN MẶT TRỜI SỬ DỤNG DÂY NANO (NANOWIRE SOLAR CELL) BẰNG PHẦN MỀM ATLAS ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 77/77 plot(x,Jsc); title('Dong Dien Ngan Mach') subplot(2,3,2); plot(x,Pm); title('Cong suat cuc dai') subplot(2,3,3); plot(x,Vm); title('Dien ap lam viec tai cong suat cuc dai') subplot(2,3,4); plot(x,Im); title('Dong dien tai cong suat cuc dai') subplot(2,3,5); plot(x,FF); title('He so lap day') subplot(2,3,6); plot(x,Eff); title('Hieu suat cua tam pin') MÔ PHỎNG HIỆU SUẤT CỦA PIN MẶT TRỜI SỬ DỤNG DÂY NANO (NANOWIRE SOLAR CELL) BẰNG PHẦN MỀM ATLAS ... công suất cực đại ( ) : công suất ngõ : công suất vào 1.6 Nanowire lượng mặt trời 1.1.7 Giới thiệu nanowire MÔ PHỎNG HIỆU SUẤT CỦA PIN MẶT TRỜI SỬ DỤNG DÂY NANO (NANOWIRE SOLAR CELL) BẰNG PHẦN MỀM... tạo pin lượng mặt trời thêm nanowire vào nhằm để tăng hiệu suất hấp thụ pin mặt trời truyền thống hình 2-31 MƠ PHỎNG HIỆU SUẤT CỦA PIN MẶT TRỜI SỬ DỤNG DÂY NANO (NANOWIRE SOLAR CELL) BẰNG PHẦN MỀM... xạ mặt trời trung bình 150 kcal/cm2 MÔ PHỎNG HIỆU SUẤT CỦA PIN MẶT TRỜI SỬ DỤNG DÂY NANO (NANOWIRE SOLAR CELL) BẰNG PHẦN MỀM ATLAS ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 2/77 Hình 1-1: Nhà máy phát điện mặt trời