Modeliranje električkih karakteristika fotonaponske amorfno-nanokristalične silicijske ćelije : : doktorski rad - Tudić, Vladimir (V. Tudić ; Fakultet elektrotehnike i računarstva, 2014)
SAŽETAK: U radu su opisana poluvodička svojstva silicija, hetero-spojevi silicija, istražen je foto-naponski efekt u intrinzičnom sloju, odnosno, generacija i rekombinacija slobodnih nosioca naboja. Opisane su fizikalne osnove jednoslojnih solarnih ćelija izrađenih od silicija, a predočen je amorfno-nanokristalinični silicij kao vrlo značajni kompozitni poluvodički materijal za izradu foto-naponskih ćelija visoke efikasnosti, takozvane solarne ćelije treće generacije. Navedene su strukturne, optičke i električne karakteristike tankih nc-Si:H filmova ustanovljenih različitim mjernim metodama i postupcima. Također, opisane su tehnologije izrade solarnih ćelija od tankih filmova silicija, koje se danas najviše koriste. Nadalje, u radu je dat opis temeljnih karakteristika jednoslojnih solarnih ćelija i postupaka karakterizacije ćelija kroz slojeve strukture, kao i njihovo modeliranje korištenjem računalnog simulacijskog programa AMPS-1D. Svi postavljeni modeli u ovom radu temelje se na jednoslojnoj pin strukturi, sa jednim ili više aktivnih slojeva, kako bi se rezultati dobiveni proračunom mogli usporediti s ostalim rezultatima objavljenim u relevantnoj literaturi. Korišteni su modeli pin ćelije s jednim homogenim aktivnim slojem kao i modeli s višeslojnim homogenim aktivnim slojevima, koji, zapravo, opisuju nehomogenu strukturu u slučaju postojanja aktivnih slojeva većih debljina. Kroz ukupno osam grupa simulacija opisane su izlazne električne karakteristike modeliranih struktura osvijetljenih solarnih ćelija čiji su aktivni slojevi izrađeni od amorfnog silicija, amorfno-nanokristaliničnog silicija i nanokristaliničnog/mikro-kristaliničnog silicija. Promjenom optičkih i električnih parametara slojeva, ulaznih i graničnih uvjeta, kao i mijenjanjem količine primjesa i nečistoća u slojevima ćelija, izračunima su dobivene matrice podataka električnih parametara solarne ćelije. Prije svega, razmotrene su strujno-naponske karakteristike modeliranih struktura, faktor popunjenosti i efikasnost solarne ćelije. Podaci su opisani i predočeni grafički, a u zaključim razmatranjima je dana je analiza rezultata simulacija i proračuna. Predmetnim znanstvenim radom ostvarene su sve postavke hipoteze uključivo i očekivani izvorni znanstveni doprinos. -