TY - JOUR ID - TI - Effect of Plasmonic Nanoparticles on the Electric Field Strength to Improve Performance of Single Crystalline Solar Cell تأثير الجسيمات النانوية على قوة المجال الكهربائي لتحسين أداء الخلية الشمسية البلورية المفردة AU - Samah Mohammed Al-Karawi سماح محمد الكرعاوي AU - Mohammed Fawzi Mohammed Altemimi محمد فوزي محمد التميمي PY - 2019 VL - 22 IS - 4 SP - 315 EP - 322 JO - Al-Nahrain Journal for Engineering Sciences مجلة النهرين للعلوم الهندسية SN - 25219154 25219162 AB - The effect of metal nanoparticles (MNPs) on the electric field strength and distribution for improvement solar cell performance is investigated and simulated. By manipulating the properties of nanoparticles, distribution of the electric field was altered. In this paper, classical solar cell (p-n junction) and improved structure (add an extra layer of SiO2 and gold nanoparticles on the top of p-n junction) is simulated. Different sizes of NPs, thickness of SiO2 sublayer, and spacing distance between NPs is done to improving the electric field and showing plamonic effect. Gold NPs deposition on single crystalline silicon solar cell is modelled by COMSOL 5.2 2D, Electromagnetic wave propagation in the frequency domain with periodic boundary conditions. The best wavelength found in our work is 550 nm. The electric field enhances when the size of NPs increases but it must be limited. When gold NPs are deposited on the SiO2 sublayer, the plasmonic effect appears due to decreasing the refractive index. Moreover, separation distance between NPs affect the electric field enhancement by manipulating the number of NPs, the distance decreases and the plasmonic interaction appears.

تم دراسة تأثير الجسيمات النانوية المعدنية على قوة المجال الكهربائي وتوزيعه لتحسين أداء الخلايا الشمسية ومحاكاته. عن طريق معالجة خصائص الجسيمات النانوية ، تم تغيير توزيع المجال الكهربائي. في هذه الورقة البحثية ،يتم محاكاة الخلية الشمسية الاعتيادية (الوصلة الثنائية) والبنية المحسنة (إضافة طبقة إضافية من SiO2 وكريات الذهب النانوية في الجزء العلوي من الوصلة الثنائية). يتم إجراء أحجام مختلفة من الجسيمات النانوية وسمك الطبقة الفرعية SiO2 ومسافة التباعد بين الجسيمات النانوية لتحسين المجال الكهربائي وإظهار تأثير البلازمونك. ترسيب كريات الذهب النانوية على الخلية الشمسية السيليكونية أحادية البلورة شكلت بواسطة COMSOL 5.2 2D ، انتشار الموجات الكهرومغناطيسية في مجال التردد مع شروط حدود دورية. أفضل طول موجي وجد في عملنا هو 550 نانومتر. يتعزز الحقل الكهربائي عندما يزداد حجم الكريات النانوية ولكن يجب أن يكون محدودا. عندما يتم ترسيب كريات الذهب النانوية على الطبقة الفرعية SiO2 ، يظهر تأثير البلازمونك بسبب انخفاض معامل الانكسار. علاوة على ذلك ، تؤثر المسافة الفاصلة بين الكريات النانوية على تعزيز المجال الكهربائي عن طريق التلاعب بعددهم، تقل المسافة ويظهر التفاعل البلازمي. ER -