دانلود ترجمه مقاله شبیه سازی عددی منحنی ولتاژ-جریان در سلولهای خورشیدی حساس به رنگ

بخشی از ترجمه:

یک الگوی فرضی مبتنی بر اینتگرال گیری عددی از معادله پیوستگی برای الکترون های با تراکم محدود در دام انتشار وابسته و ثابت های باز ترکیب مورد استفاده قرار گرفت تا عملکرد سلول های خورشیدی حساس شده به رنگ را توضیح دهد (DSSC). کاربرد این الگو فرضیه اخیر در مورد انتقال بار در مواد نانوکریستال با پارامترهایی که از ۵ اندازه گیری ساده استخراج شده بود ترکیب کرده است: طیف UV/Vis (قابل دیدن فرابنفش) رنگ در محلول، منحنی جریان – ولتاژ حالت ثابت، مدار باز فتوولتاژ در مقابل منحنی چگالی نور، جریان سلول نوری گذرا پس از به کار انداختن نبع نورانی و تأخیر ولتاژ مولد بازپس از خاموش کردن منبع نور. این الگو به عنوان جنبه جدیدی که در این گونه محاسبات قبلاً محفوظ نشده بود، شامل یک شرایط اضافی است که روی انتقال بار از اکسیدهای شفاف (TCO)، در لایۀ زیرین محلول الکترولیت حساب می کند. کاربرد عمومی این مدل با اعمال آن به دو گونه متفاوت سلول خورشیدی نشان داده شده است. یک سلول خورشیدی TiO٢با یک محلول الکترولیت آلی و یک سلول خورشیدی مبتنی اکسید روی (Zno) با یک الکترولیت محلول – آزاد. ثابت شده است که الگوی عددی قادر به تطبیق داده ها برای هر دو سامانه می باشد که منجر به تضمین های کمیتی برای پارامترهای اصلی کنترل کمی کارکرد و کارایی سلول خورشیدی می شود. نتایج نشان می دهد که توضیح جهانی DSSC ها براساس فرضیات اساسی برای انتقال محدود در دام و باز ترکیب با استفاده از روش های تجربی ساده که در دسترس تمام آزمایشگاه های خورشیدی است ممکن می باشد. مقاله حاضر سعی در پرکردن شکاف بین نظریه پردازان محض و تجربه کردن مشاغل بر این نوع از سامانه دارد.
مقدمه
الگوسازی عددی از سلول های خورشیدی ابزاری قوی برای توجیه منطقی و درک بنیادهای روند تبدیل سلول های نوری به منظور کمک به نیل به ابزارهای کارکردی بهتر می باشد. از زمان پیدایش در ١٩٩١ سلول های خورشیدی مبتنی بر ساختار نانویی حساس شده، دارای اکسیدهای فلزی دارای سوراخ میانی (سلول های خورشیدی حساس به رنگ) از جمله بهترین ابزارهای نسل سوم می باشند. این سلول ها کارآیی تبدیل فتون خوبی دارند با مقادیر تا ١/١١% زیر ١SUN، روشنایی AM١.۵G. به علاوه به دلیل قرینه پائین مواد و سادگی روند تولید این گونه سلول ها جایگزینی ارزان قیمت برای سلول های خورشیدی سیلیکونی می باشند. عملکرد DSSC ها مبتنی بر ترکیب به دست آور نور قابل دیدن ناسب جداسازی بار مؤثر، انتقال نسبتاً سریع و باز ترکیب کند می باشد.

بخشی از مقاله انگلیسی:

A theoretical model based on the numerical integration of the continuity equation for electrons with trap limited density-dependent diffusion and recombination constants is implemented to describe the functioning of dye-sensitized solar cells (DSSC). The application of the model combines recent theory on charge transport in nanocrystalline materials with parameters extracted from five simple measurements: the UV/vis spectrum of the dye in solution, the steady-state current-voltage curve, the open circuit photovoltage versus light intensity curve, photocurrent transient upon switching on an illumination source, and open-circuit voltage decay upon switching off the illumination source. As a novel feature not previously included in this kind of calculations, the model includes an additional term that accounts for the charge transfer from the transparent conducting oxide (TCO) substrate to the electrolyte solution. The general applicability of the model is illustrated by applying it to two different types of cell: a TiO2-based solar cell with an organic solvent electrolyte and a ZnO-based solar cell with a solvent-free electrolyte. It is found that the numerical model is capable of adequately fitting all data for both systems, resulting in quantitative estimates for the main parameters controlling solar cell functioning and efficiency. The results show that it is possible to provide a global description of DSSCs based on fundamental theories for trap-limited transport and recombination using simple experimental techniques available to every solar cell laboratory. The present paper tries to help fill the gap between pure theoreticians and experimentalists working on this kind of system.
Introduction
Numerical modeling of solar cells is a powerful tool torationalize and understand the fundamentals of the photocon version process and to help achieve better performing devices. Since their advent in 1991,1 solar cells based on sensitized nanostructured, mesoporous metal oxides (dye-sensitized solar cells: DSSCs) are among the most promising third generation devices. DSSCs yield good photoconversion efficiencies, with values of up to 11.1% under 1 sun, AM1.5G illumination.2,3 In addition, because of the low cost of materials and the simplicity of the fabrication process they offer an inexpensive alternative to conventional silicon-based solar cells.