شبیه سازی عددی سلول خورشیدی مبتنی بر نانو نوار گرافن با استفاده از روش تابع گرین غیرتعادلی(NEGF)

فصل ۱-  مقدمه

۱-۱-      پیشگفتار

۱-۲-      تاریخچه ی سلول های خورشیدی

۱-۳-      انواع سلول های خورشیدی

۱-۳-۱-  نسل اوّل سلول های خورشیدی (سلول های کریستالی سیلیکون)

۱-۳-۱-۱-           فرآیند رشد کریستال های نیمه هادی ها

۱-۳-۱-۲-           سلول های خورشیدی کریستالی سیلیکونی

۱-۳-۲-  نسل دوم سلول های خورشیدی (سلول های لایه نازک)

۱-۳-۲-۱-           سلول های خورشیدی لایه نازک سیلیکون

۱-۳-۲-۲-           سلول های خورشیدی لایه نازک کلکوپریت

۱-۳-۲-۳-           سلول های خورشیدی لایه نازک کادمیم تلوراید

۱-۳-۲-۴-           سلول های خورشیدی لایه نازک ارگانیک

۱-۳-۳-  نسل سوم سلول های خورشیدی

۱-۳-۳-۱-           سلول های خورشیدی با پیوند چندگانه

۱-۳-۳-۲-           سلول های خورشیدی با  طیف های ورودی چندگانه

۱-۳-۳-۲-۱-        سلول ترموفوتوولتی

۱-۳-۳-۲-۲-        سلول ترموفوتونی

۱-۳-۳-۳-           سلول های خورشیدی با مسیرهای جذب چندگانه

۱-۳-۳-۴-           سلول های خورشیدی با سطوح انرژی چندگانه

۱-۳-۳-۵-           سلول های خورشیدی با دماهای چندگانه

۱-۳-۴-  سلول های خورشیدی نانوساختار

۱-۳-۵-  استفاده از نانوسیم ها در سلول های خورشیدی

۱-۳-۵-۱-           معرفی نانوسیم

۱-۳-۵-۲-           ویژگی های الکتریکی و نوری نانوسیم

۱-۳-۵-۳-           سلول های خورشیدی مبتنی بر نانوسیم

۱-۳-۶-  استفاده از نانولوله در سلول های خورشیدی

۱-۳-۶-۱-           معرفی نانولوله

۱-۳-۶-۲-           ویژگی های الکتریکی و نوری نانولوله ها

۱-۳-۶-۳-           سلول های خورشیدی مبتنی بر نانولوله

۱-۴-      استفاده از گرافن در سلول های خورشیدی

۱-۵-      ساختار پایاننامه

فصل ۲-  گرافن: ویژگی ها، کاربردها و روش های ساخت

۲-۱-      مقدمه

۲-۲-      ویژگی های گرافن

۲-۲-۱-  ساختار اتمی گرافن

۲-۲-۲-  ویژگی های الکتریکی والکترونیکی گرافن

۲-۲-۲-۱-           کریستال دو بعدی

۲-۲-۲-۲-           ساختار نواری مخروطی

۲-۲-۲-۳-           روش های ویژه جهت ایجاد گاف انرژی

۲-۲-۲-۴-           وابستگی جرم سیکلوترون به جذر چگالی حامل

۲-۲-۲-۵-           حامل های بار بدون جرم (فرمیونهای دیراک)

۲-۲-۲-۶-           حداقل رسانایی غیر صفر

۲-۲-۲-۷-           ترابرد بالیستیک

۲-۲-۲-۸-           اثر هال کوانتومی غیر معمول و پدیده ی فاز بری

۲-۲-۲-۹-           اثر میدان آمبایپلار ( آلایش الکتروستاتیک )

۲-۲-۳-  ویژگی های نوری گرافن

۲-۳-      روش های ساخت گرافن

۲-۴-      نانو نوارهای گرافن

فصل ۳-  روش تابع گرین غیرتعادلی و کاربرد آن در شبیه سازی ادوات نیمه هادی

۳-۱-      مقدمه

۳-۲-      مفهوم ریاضی تابع گرین

۳-۳-      روش تابع گرین غیرتعادلی(NEGF)

۳-۳-۱-  مفاهیم مقدماتی

۳-۳-۲-  استفاده از NEGF برای شبیه سازی ترابرد بالیستیک(بدون تلفات)

۳-۳-۳-  استفاده از روش NEGF در شبیه سازی ترابرد غیر بالیستیک(تلفاتی)

۳-۳-۳-۱-           درهمکنش الکترون- الکترون

۳-۳-۳-۲-           درهمکنش های الکترون- فونون و الکترون-فوتون

۳-۳-۴-  پایه های نمایش در روش NEGF (فضای واقعی و فضای مود)

فصل ۴-  روش شبیه سازی

۴-۱-      مقدمه

۴-۲-      فلوچارت کامل شبیه سازی

۴-۳-      تشکیل همیلتونین

۴-۳-۱-  همیلتونین در فضای حقیقی

۴-۳-۲-  تبدیل همیلتونین به نمایش در فضای مود

۴-۴-      خود-انرژی ناشی از اتصالات

۴-۵-      خود-انرژی ناشی از درهمکنش الکترون- فوتون

۴-۶-      چالش های محاسباتی در شبیه سازی عددی

۴-۷-      راه حل های ممکن جهت عبور از چالش های محاسباتی

فصل ۵-  نتایج شبیه سازی

۵-۱-      مقدمه

۵-۲-      نتایج شبیه سازی

فصل ۶-  پیشنهادات

۰۶-ژانویه           بررسی و مطالعه ی دقیق بر روی راه حل های شبیه سازی عددی سلول های خورشیدی نانوساختار با استفاده از روش NEGF  و بهره بردن از تکنیک های تسریع محاسبات از جمله برنامه نویسی موازی به منظور دست یابی به نتایج قابل قبول علمی

۰۶-فوریه            شبیه سازی سلول خورشیدی مبتنی بر گرافن با استفاده از ساختار ابر-شبکه (به روشه ای مختلف)

۰۶-مارس            طراحی مدل جدیدی از IB-QD-SC با استفاده از ساختار ابر شبکه ی گرافن

۰۶-آوریل            شبیه سازی سلول های خورشیدی و آشکارسازهای نوری پلاسمونیک با استفاده از گرافن و طلا (با کمک Comsol)

۰۶-مه    طراحی سلول خورشیدی با جذب نور بسیار بالا به وسیله ی گرافن چند لایه به همراه لایه های میانی شفاف (مثلا H-BN)