• ورود کاربران دانشگاهی

  • ثبت نام(مطالعه آنلاین پایان نامه ها)

  • کاربر مهمان
    چهار شنبه 29 شهریور 1396| 54.162.181.75 :Your IP

    سامانه دسترسی به پایان نامه های دانشگاه اصفهان



    عنوان :
    تحلیل‌ ترمومکانیکی سلول‌های فتوولتاییک تحت اثر بارگذاری حرارتی
    انتشارات : دانشگاه اصفهان
    سال :1393
    زبان : Persian
    شماره سند : 13403
    موضوع :مهندسی انرژی های تجدیدپذیر
    پژوهشگر : ساجده نصراصفهانی
    توصیفگر لاتین : Finite Element Analysis ? Solar cell ? Soldering ? Thermomechanical stress ? Soldering process ? Residual Stress
    توصیفگر فارسی : سلول فتوولتاییک ◄ لحیمکاری ◄ سلول‌های خورشیدی سیلیکونی ◄ سرد شدن سلول خورشیدی ◄ تنش‌هایترمومکانیکال ◄ ساخت سلول‌های خورشیدی ◄ عبور هویه از روی سلول خورشیدی
    دانشکده : دانشکده علوم و فناوریهای نوین، گروه مهندسی انرژیها
    مقطع : کارشناسی ارشد

    استاد راهنما : سحر رشید ندیمی، سعید اصغری
    استاد مشاور :
    سال دفاع : 1393
    شماره رکورد : 13403
    شماره راهنما : ENE2 11
    فهرست :

    فهرست مطالب
    عنوان صفحه
    فصل اول: مقدمه و مروری بر منابع
    1-1-مقدمه . 1
    1-2-انرژی خورشیدی . 2
    1-2-1-پدیده فتولتاییک و سلول‌های فتوولتاییک .. 2
    1-2-2-تاریخچه استفاده از انرژی خورشیدی . 5
    1-2-3-مزایا و معایب استفاده از انرژی خورشید .. 7
    1-2-4-انواع سلول‌های خورشیدی 10
    1-2-4-1-سلول‌های خورشیدی غیر آلی .10
    1-2-4-1-1- سلول‌های خورشیدی سیلیکون کریستالی 10
    1-2-4-1-2- سلول‌های خورشیدی لایه نازک 22
    1-2-4-1-3- سلول‌های خورشیدی گروه II-VIو III-V جدول تناوبی(گالیوم آرسناید) 27
    1-2-4-1-4- سلول‌های خورشیدی متمرکز‌کننده 29
    1-2-4-2-سلول‌های خورشیدی ارگانیک (آلی) 23
    1-2-4-2-1- سلول‌های خورشیدی پلیمری 31
    1-2-4-2-2- سلول‌های خورشیدی حساس شده به رنگ 33
    1-2-4-2-3- سلول‌های خورشیدی فتوالکترو شیمیایی 35
    1-2-4-2-4- سلول‌های خورشیدی نانو ساختار 35
    1-3-برتری سلول‌های سیلیکون کریستالی نسبت به انواع دیگر 31
    1-3-1-نگاهی دقیق‌تر به ساختار سلول‌های خورشیدی سیلیکونی 33
    1-3-2-ساختاریک سلول خورشیدی سیلیکونی 34
    1-3-3-اتلاف انرژی دریک سلول خورشیدی سیلیکونی 36
    1-3-4-جمع‌کننده‌های الکترون 37
    1-3-5-فرآیند لحیم‌کاری سیم مسی به سلول خورشیدی 39
    فصل دوم: مروری بر کارهای گذشته
    2-1-پیشینه تحقیق 41
    2-2-انگیزه و هدف تحقیق 49
    2-3-ساختار و فصل بندی پایان‌نامه 49
    فصل سوم: روش اجزای محدود 51
    3-1-شبیه‌سازی فرآیند سرد شدن سلول خورشیدی پس از لحیم‌کاری 53
    3-2-شبیه‌سازی مدل عبور هویه 61
    عنوان صفحه
    3-2-1-ساختار کد شبیه‌سازی حرکت هویه 68
    3-2-2-توزیع گاوسی اشعه هویه 68
    3-2-3-توان هویه 70
    3-2-4-زیر برنامه کاربر DFLUX 70
    3-3-نتایج اولیه شبیه‌سازیها 71
    3-3-1-نتایج شبیه‌سازی مدل سرد‌سازی پس از فرآیند لحیم‌کاری 71
    3-3-2-نتایج شبیه‌سازی مدل عبور هویه 72
    فصل چهارم: نتایج شبیه‌سازی المان محدود
    4-1-نتایج شبیه‌سازی مدل سرد‌سازی پس از فرآیند لحیم‌کاری (سرد شدن سلول خورشیدی پس از لحیم‌کاری) 75
    4-1-1-تنش به وجود آمده در لایه‌های سلول خورشیدی در فرآیند سرد شدن سلول پس از فرآیند لحیم‌کاری 75
    4-1-2-استقلال از شبکه مدل 78
    4-1-3-بررسی تنش به وجود آمده در لایه‌های سیلیکونی در فرآیند سرد شدن سلول پس از فرآیند لحیم‌کاری 81
    4-1-4-بررسی خمش به وجود آمده در لایهی سیلیکونی در فرآیند سرد شدن سلول پس از فرآیند لحیم‌کاری 84
    4-1-5-بررسی پارامتر‌های تاثیر‌گذار بر مقدار تنش و خمش سلول خورشیدی 87
    4-1-5-1-تاثیر دمای لحیم‌کاری بر روی تنش‌هایایجاد شده در داخل لایه سیلیکونی و خمش سلول خورشیدی 88
    4-1-5-2-تاثیر ضخامت لایه سیلیکونی بر روی تنش‌ایجاد شده در لایهی سیلیکونی و خمش آن 89
    4-1-5-3-تاثیر ضخامت سیم مسی بر روی تنش‌هایایجاد شده در داخل لایه سیلیکونی و خمش آن 91
    4-1-5-4-تاثیر ضخامت لایه آلومینیومیبر روی ماکزیمم تنش و خمش سلول خورشیدی 92
    4-2-نتایج شبیه‌سازی مدل عبور هویه( فرآیند لحیم‌کاری) 94
    4-3-استقلال از شبکه مدل 97
    4-3-1-بررسی توزیع دما در لایه سیلیکونی 101
    4-3-1-1-بررسی توزیع دما در طولیک مسیر 101
    4-3-1-2-بررسی توزیع دماییک المان مشخص 103
    4-3-2-بررسی توزیع تنش در لایه سیلیکونی 105
    4-3-2-1-بررسی توزیع تنش در طولیک مسیر 105
    4-3-2-2-بررسی تنشیک المان مشخص 107
    عنوان صفحه
    4-3-3-بررسی اثر پارامتر‌ها بر روی توزیع تنش و دمای ویفر سیلیکونی در فرآیند لحیم‌کاری 109
    4-3-3-1-سرعت حرکت هویه 109
    4-3-3-2-توان گرمایی هویه 111
    4-3-3-3-ضخامت ویفر سیلیکونی 114
    فصل پنجم : نتیجه‌گیری و پیشنهادات
    5-1-نتیجه‌گیری 119
    5-1-1-نتایج مربوط به مدل سرد‌سازی پس از فرآیند لحیم‌کاری 120
    5-1-2-نتایج مربوط به مدل عبور هویه 120
    5-2-پیشنهاد‌ها برای مطالعات‌آیِنده 120





    چکیده :
    چکیده مطالعات انجام گرفته در ‌این پایان‌نامه به بررسی تنش‌های ‌ترمومکانیکال ‌ایجاد شده در سلول خورشیدی طی فرآیند لحیم‌کاری اختصاص دارد. فرآیند لحیم‌کاری سلول‌های خورشیدی و اتصال الکترود مسی به ویفر سیلیکونی یکی از مراحل بسیار حساس در ساخت سلول‌های خورشیدی محسوب میشود. تنش‌های ‌ترمومکانیکال ‌ایجاد شده در ‌این مرحله میتوانند به نوبه خود سبب ‌ایجاد ‌ترک‌ها و میکروترک‌هایی در سلول خورشیدی شده و در نهایت شکست سلول را طی مراحل ساخت‌ یا عملکرد آن موجب شوند. بنابراین شناخت پارامتر‌های تاثیر‌گذار بر مقدار و اندازهی ‌این تنش‌ها میتواند گام مهمی ‌در جهت کاهش شکست سلول‌های خورشیدی در مرحلهی ساخت و عملکرد آن‌ها محسوب شود. برای شبیه‌سازی فرآیند لحیم‌کاری سلول خورشیدی و نیز فرآیند سرد‌سازی آن از نرم‌افزار المان محدود آباکوس استفاده شده است. این پژوهش شامل دو شبیه‌سازی میباشد، شبیه‌سازی فرآیند سرد‌سازی پس از لحیم¬کاری و شبیه¬سازی عبور هویه از روی سلول خورشیدی. در شبیه‌سازی فرآیند سرد‌سازی سلول خورشیدی پس از لحیم‌کاری، سلول از دمای لحیم‌کاری به دمای محیط خنک شده و در نهایت تنش‌های باقی مانده‌ای در ویفر سیلیکونی ‌ایجاد میشود و همچنین خمش سلول خورشیدی را موجب میگردد. پارامتر‌های تاثیر‌گذار بر مقدار تنش و خمش سلول شناسایی شده و تاثیر آن‌ها مورد بررسی قرار گرفته است. شبیه‌سازی عبور هویه مربوط به فرآیند لحیم‌کاری سلول خورشیدی، عبور هویه از روی سلول، انقال حرارت گرمایی و در نهایت رسیدن سلول به دمای محیط میباشد. هدف از شبیه‌سازی عبور هویه، بررسی توزیع دما در لایهی سیلیکونی و نیز تنش‌های ایجاد شده در ‌این لایه در حین عبور هویه میباشد. در ‌این حالت نیز، پارامتر‌های موثر بر توزیع دما و مقدار تنش مورد بررسی قرار گرفته و تاثیر هرکدام مطالعه گشته است. نتایج حاصل از شبیه¬سازی نشان می¬دهد که با کاهش ضخامت لایه ی سیلیکونی و همچنین افزایش توان هویه، تنش ایجاد شده در سلول خورشیدی افزایش می یابد. با در نظر گرفتن ‌این پارامتر‌ها و لحاظ¬کردن آن‌ها طی فرآیند ساخت سلول‌های خورشیدی، میتوان تا حد زیادی سبب افزایش عمر سلول‌های خورشیدی شد. کلمات کلیدی: سلول فتوولتاییک، لحیم‌کاری، سلول‌های خورشیدی سیلیکونی، سرد شدن سلول خورشیدی، تنش‌هایترمومکانیکال‌، ساخت سلول‌های خورشیدی، عبور هویه از روی سلول خورشیدی،

    چکیده انگلیسی :
    Abstract Solar energy is one of the most attractive sources of green energy. The solar technology is identified based on the methodology that is implemented to capture, produce, and distribute the solar power. Solar or Photovoltaic (PV) cells are widely used to convert solar energy to electricity through the photovoltaic effect. Solar cells are commonly categorized depending on their application, composition, and structure. Silicon solar cell is one the most prevalent type of solar cells due to featured properties of silicon such as small relatively band gap, and abundance on the earth. Nevertheless, manufacturing of silicon solar cells is an intricate process; particularly soldering copper electrodes to a silicon wafer is very challenging. In this work, the manufacturing process and the applications of silicon solar cells are presented. An extensive finite element analysis is conducted on silicon solar cells in order to investigate the induced residual stress and bow in multiple layers of silicon solar cells after the soldering operation. The effect of layers thickness and soldering temperature are also discussed. Moreover, to investigate the temperature distribution and its effect on the silicon layers, the passing of soldering tool is simulated. The results show decreasing the silicon layer thickness and increasing the power of soldering tool lead to increase the induced residual stress. Considering the aforementioned factors increases the effective life of solar cell significantly. Keywords: Finite Element Analysis, Solar cell, Soldering, Thermomechanical stress, Soldering process, Residual Stress.


    کلید واژه ها :
    سلول فتوولتاییک ◄ لحیمکاری ◄ سلول‌های خورشیدی سیلیکونی ◄ سرد شدن سلول خورشیدی ◄ تنش‌هایترمومکانیکال ◄ ساخت سلول‌های خورشیدی ◄ عبور هویه از روی سلول خورشیدی,Finite Element Analysis ◄ Solar cell ◄ Soldering ◄ Thermomechanical stress ◄ Soldering process ◄ Re

    دی ماه 1393
    0

    صفحه اول : University of Isfahan Faculty of Science and technologies Department of Renewable Energy Engineering M.Sc.Thesis Thermomechanical Analysis of Photovoltaic Cell Under Thermomechanical Loading Supervisor: Dr. Sahar Rashidnadimi Dr. Saeid Asghari By: Sajedeh Nasr Esfahani January 2015
    فصل اول : 1-40
    فصل دوم : 41-50
    فصل سوم : 51-74
    فصل چهارم : 75-118
    فصل پنجم : 119-126
    فصل ششم :