12 Mô phỏng nanowire dạng xuyên tâm
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (4.95 MB, 79 trang )
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Trang 54/77
Hình 4-54: Sự thay đổi các thông số cơ bản của cấu tạo xuyên tâm nanowire
Giống như thay đổi các thơng số cấu tạo hình trụ nanowire, mơ phỏng này thay đổi
các độ rộng đường kính của cấu tạo xuyên tâm của nanowire để xem sự thay đổi.
Hình 4-55: Cấu tạo xun tâm nanowire trong khơng gian ba chiều của mơ phỏng
MƠ PHỎNG HIỆU SUẤT CỦA PIN MẶT TRỜI
SỬ DỤNG DÂY NANO (NANOWIRE SOLAR CELL)
BẰNG PHẦN MỀM ATLAS
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Trang 55/77
Hình trên là cấu tạo xuyên tâm nanowire trong không gian ba chiều với nhiều chất
bán dẫn được cấu tạo từ trong ra ngoài theo từng lớp: bán dẫn N, intrinsic, bán dẫn
P, khơng khí, ….
1.1.16 Thay đổi vật liệu
1.1.1.7 Áp dụng thay đổi cấu tạo lớp P cho vật liệu AlGaAs
Hình 4-56: Biểu đồ sự thay đổi cường độ dòng điện và điện áp khi thay đổi thơng số
Từ biểu đồ hình 4-9 thì ta có thể thấy được sự tăng điện áp và dòng điện của sự thay
đổi bán dẫn P nằm ở lớp ngồi cùng. Nhưng với điện áp có sự thay đổi nhưng vẫn
giữ đều một thời gian và sau đó có sự tăng lên, còn đối với dòng điện thì thể hiện sự
tăng một cách rõ ràng.
MÔ PHỎNG HIỆU SUẤT CỦA PIN MẶT TRỜI
SỬ DỤNG DÂY NANO (NANOWIRE SOLAR CELL)
BẰNG PHẦN MỀM ATLAS
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Trang 56/77
Bảng 4-8: Các thông số đo được của sự thay đổi đường kính bán dẫn P
Độ
Rộng
1
1.1
1.2
1.3
1.4
1.5
1.6
1.7
1.8
Jsc
1.69E-11
1.85E-11
2.07E-11
2.23E-11
2.24E-11
2.26E-11
2.38E-11
2.54E-11
2.65E-11
Pm
5.38E-12
5.90E-12
6.78E-12
7.84E-12
7.88E-12
8.04E-12
9.32E-12
1.10E-11
1.22E-11
Vm
0.51999
0.52999
0.54
0.539998
0.539996
0.549999
0.559994
0.56
0.56
Im
9.62E-12
1.05E-11
1.25E-11
1.51E-11
1.52E-11
1.55E-11
1.66E-11
1.97E-11
2.18E-11
FF
0.670256
0.669739
0.688702
0.739072
0.742184
0.750258
0.823383
0.914827
0.969794
Eff
4.74776
5.19965
5.97507
6.91167
6.98048
7.08772
8.21461
9.73806
10.7576
Hình 4-57: Các biểu đồ của thơng số cho thấy rõ rệt sự thay đổi bán kính của bán dẫn P của
cấu tạo xuyên tâm nanowire
MÔ PHỎNG HIỆU SUẤT CỦA PIN MẶT TRỜI
SỬ DỤNG DÂY NANO (NANOWIRE SOLAR CELL)
BẰNG PHẦN MỀM ATLAS
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Trang 57/77
Như thấy được của các biểu đồ ở hình 4-10 thì có thể thấy được sự tăng lên của điện
áp tại công suất cực đại. Điện áp ngắn mạch khơng có biểu đồ vì trong sự thay đổi
độ rộng của lớp bán dẫn P của cấu tạo thì điện áp ngắn mạch khơng có sự thay đổi
gì nhiều dẫn nên tạo ra một đường thẳng trong suốt sự thay đổi. Từ đó có thể biết
được sự thay đổi bán dẫn P ngoài của cấu tạo lớp P thì chỉ có dòng điện tăng mạnh
còn điện áp thì khơng tăng nhiều.
1.1.1.8
Thay đổi cấu tạo Intrinsic cho vật liệu AlGaAs
Hình 4-58: Biểu đồ sự thay đổi cường độ dòng điện và điện áp khi thay đổi thơng số
Sau biểu đồ của hình 4-19 thì sau đó thay đổi thêm độ dày của lớp intrinsic thì biểu
đồ dòng điện và điện áp khi mà tăng độ dày lên thì điện áp cũng như hiệu suất giảm
MƠ PHỎNG HIỆU SUẤT CỦA PIN MẶT TRỜI
SỬ DỤNG DÂY NANO (NANOWIRE SOLAR CELL)
BẰNG PHẦN MỀM ATLAS
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Trang 58/77
dần đều theo như số liệu mô phỏng ở bảng 4-8 và những biểu đồ thơng số ở hình 420.
Bảng 4-9: Số liệu các thông số khi thay đổi độ dày của lớp intrinsic
Độ
Rộng
0.08
0.09
0.1
0.11
0.12
0.13
0.14
Jsc
Pm
Vm
Im
FF
Eff
2.38E-11
2.31E-11
2.24E-11
2.18E-11
2.11E-11
2.06E-11
2.02E-11
9.32E-12
8.54E-12
7.87E-12
7.42E-12
6.99E-12
6.75E-12
6.58E-12
0.56
0.54
0.52
0.52
0.54
0.54
0.54
1.66E-11
1.58E-11
1.51E-11
1.43E-11
1.29E-11
1.25E-11
1.22E-11
0.7766
0.7333
0.6971
0.6749
0.6571
0.6504
0.646
8.2149
7.5271
6.9365
6.5426
6.1652
5.9549
5.8047
Hình 4-59: Những biểu đồ thể hiện sự thay đổi giảm dần của các thông số khi mà thay đổi độ
dày của lớp intrinsic
MÔ PHỎNG HIỆU SUẤT CỦA PIN MẶT TRỜI
SỬ DỤNG DÂY NANO (NANOWIRE SOLAR CELL)
BẰNG PHẦN MỀM ATLAS
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Trang 59/77
Khi tăng độ dày của lớp intrinsic thì dòng điện giảm dần nhưng mà điện áp khơng
có sự thay đổi qua sự thay đổi độ dày thì làm cho điện trở nội tăng lên làn cho dòng
điện giảm đi trong khi mà tăng độ dày của lớp intrinsic.
1.1.1.9
Thay đổi mật độ lớp P của hợp chất AlGaAs
Hình 4-60: Biểu đồ sự thay đổi của điện áp và dòng điện khi thay đổi mật độ lớp AlGaAs
trong cấu tạo xuyên tâm
Qua những hình 2-21, hình 2-22, hình 2-23 có thể thấy được sự tăng lên của dòng
điện và điện áp khi mà thay đổi mật độ lớp bán dẫn P và dòng điện và điện áp tăng
dần sau đó khi mà mật độ gần đạt tới mức 10 20 thì điện áp và dòng điện lại tăng lên
sau đó ổn định qua bảng 4-9 và những biểu đồ tại hình 4-24.
Bảng 4-10: Số liệu khi thay đổi mật độ của lớp P
Nồng Độ
1.00E+15
1.00E+16
1.00E+17
1.00E+18
Jsc
Voc
Pm
Vm
Im
1.18E-11 5.01E-01 3.26E-12 4.20E-01 7.77E-12
6.90E-12 4.81E-01 2.49E-12 4.00E-01 6.23E-12
8.46E-12 0.48366 3.00E-12
0.4
7.50E-12
1.61E-11 0.50138 6.06E-12
0.42
1.44E-11
MÔ PHỎNG HIỆU SUẤT CỦA PIN MẶT TRỜI
SỬ DỤNG DÂY NANO (NANOWIRE SOLAR CELL)
BẰNG PHẦN MỀM ATLAS
FF
0.5548
0.75
0.7328
0.751
Eff
2.8788
2.1974
2.1974
5.3418
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Trang 60/77
1.00E+19
1.00E+20
1.88E-11
1.90E-11
0.5045
0.50465
7.14E-12
7.21E-12
0.42
0.42
1.70E-11
1.72E-11
0.7521
0.7509
Hình 4-61: Những biểu đồ của các thông số khi thay đổi mật độ
1.1.1.10 Áp dụng thay đổi cấu tạo lớp P cho vật liệu GaAs
MÔ PHỎNG HIỆU SUẤT CỦA PIN MẶT TRỜI
SỬ DỤNG DÂY NANO (NANOWIRE SOLAR CELL)
BẰNG PHẦN MỀM ATLAS
6.2956
6.3532
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Trang 61/77
Hình 4-62: Biểu đồ sự thay đổi cường độ dòng điện và điện áp khi thay đổi thơng số
Như ở biểu đồ ở hình trên thì sự thay đổi dòng điện và điện áp cũng khá giống như
mơ phỏng sự thay đổi bán dẫn P đối với hợp chất AlGaAs như đã trình bày ở phần
trước.
Bảng 4-11: Các thơng số đo được của sự thay đổi đường kính bán dẫn P của hợp chất GaAs
Độ
Rộng
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
2.24E-11
2.25E-11
2.38E-11
2.54E-11
2.64E-11
Pm
5.32E-12
5.83E-12
6.72E-12
7.80E-12
7.89E-12
8.00E-12
9.28E-12
1.10E-11
1.22E-11
Vm
0.56
0.559995
0.52
0.519999
0.53
0.55
0.56
0.559994
0.559994
Im
9.49E-12
1.04E-11
1.29E-11
1.50E-11
1.51E-11
1.54E-11
1.66E-11
1.97E-11
2.17E-11
MÔ PHỎNG HIỆU SUẤT CỦA PIN MẶT TRỜI
SỬ DỤNG DÂY NANO (NANOWIRE SOLAR CELL)
BẰNG PHẦN MỀM ATLAS
FF
0.665599
0.66533
0.685559
0.736829
0.749754
0.749026
0.822328
0.914406
0.969576
Eff
4.68771
5.14229
5.92932
6.87456
6.90016
7.05642
8.18414
9.71011
10.7266
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Trang 62/77
Hình 4-63: Các biểu đồ của thông số bán dẫn P của cấu tạo xuyên tâm nanowire của hợp chất
GaAs
So sánh giữa hai bảng 4-4 và bảng 4-5 thì các có thể thấy được dù cho rằng có sự
thay đổi thơng số cấu tạo bán kính lớp P giống nhau nhưng mà các thơng số của hợp
chất AlGaAs có phần nhiều hơn so với bên hợp chất GaAs. Sự lớn hơn là AlGaAs
đối với GaAs là rất nhỏ nhưng điều đó cho thấy rằng là hợp chất AlGaAs có sự hấp
thụ cũng nhưng chuyển hóa điện năng hiệu quả hơn hợp chất GaAs.
1.1.1.11 Thay đổi cấu tạo Intrinsic cho vật liệu 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 63/77
Hình 4-64: Biểu đồ sự thay đổi cường độ dòng điện và điện áp khi thay đổi thơng số
Biểu đồ hình 4-27 hiện sự thay đổi của dòng điện và điện áp tăng dần, nhưng khi
thay đổi lớp intrinsic thì điện áp và dòng điện cũng thay đổi nhưng mà điện áp và
dòng điện thì giảm dần làm hiệu suất cũng giảm như bảng 4-11 và hình 4-28.
Bảng 4-12: Các thơng số khi 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 các thông số khi thay đổi lớp intrinsic
Với sự tăng lên của mật độ thì làm điện trở tăng lên làm cho dòng điện sẽ giảm gần
khi mà độ dày lớp intrinsic được tăng lên.
1.1.1.12 Thay đổi mật độ lớp P của hợp chất GaAs
MÔ PHỎNG HIỆU SUẤT CỦA PIN MẶT TRỜI
SỬ DỤNG DÂY NANO (NANOWIRE SOLAR CELL)
BẰNG PHẦN MỀM ATLAS
