Моделювання ефективності сонячних елементів на основі гетеропереходу n-MgxZn1-xO/p-SnS із контактами ZnO:Al та ITO

Автори О.В. Д’яченко1, О.А. Доброжан1 , А.С. Опанасюк1 , Д.І. Курбатов1, В.В. Гриненко1, С.В. Плотніков2
Приналежність

1Сумський державний університет, вул. Римського-Корсакова, 2, 40007 Суми, Україна

2Східно-Казахстанський державний технічний університет, Усть-Каменогорськ, Казахстан

Е-mail a.dyachenko@ekt.sumdu.edu.ua
Випуск Том 11, Рік 2019, Номер 3
Дати Одержано 23 грудня 2019; у відредагованій формі 0 червня 2019; опубліковано online 25 червня 2019
Посилання О.В. Д’яченко, О.А. Доброжан, А.С. Опанасюк, та ін., Ж. нано- електрон. фіз. 11 № 3, 03024 (2019)
DOI https://doi.org/10.21272/jnep.11(3).03024
PACS Number(s) 84.60.Jt, 42.25.Bs
Ключові слова Ефективність (5) , Втрати (7) , Гетероперехід (6) , Сонячні елементи (5) , Віконний шар, SnS (4) , ZnO (51) .
Анотація

Визначено рекомбінаційні та оптичні втрати в допоміжних і поглинаючому шарах фотоелектричних перетворювачів сонячної енергії на основі гетеропереходу (ГП) n-MgxZn1-xO/p-SnS (x  0; 0.3; 1) із струмознімальними прозорими фронтальними контактами AZnO та ITO. Отримані спектральні залежності коефіцієнту пропускання світла сонячними елементами (СЕ), враховуючи відбиття світла від меж поділу контактуючих шарів матеріалів, а також його поглинання в допоміжних шарах приладів. Визначено квантовий вихід досліджуваних структур фотоперетворювачів. Досліджено вплив рекомбінаційних і оптичних втрат в СЕ з конструкцією ITO(AZnO)/MgxZn1-xO/SnS на струм короткого замикання за різної товщини віконного шару MgxZn1-xO (25-400 нм) та сталій товщині струмознімальних шарів AZnO і ITO (100-200 нм). Розраховано ККД структур для випадку напруги холостого ходу Uхх знайденої з енергетичних діаграм переходів та взятої з літературних даних. Встановлено, що в першому випадку СЕ можуть мати ефективність, яка зростає при збільшенні вмісту Mg в твердому розчині від 4.91 % (ГП ZnO/SnS) до 10.8 % (ГП MgO/SnS). У другому випадку найбільші значення ефективності (  11.62 %) мають СЕ на основі ГП ZnO/SnS зі струмопровідним контактом AZnO. Прилади на основі ГП Mg0.3Zn0.7O/SnS та MgO/SnS, показують значення ККД 5.97 % та 5.84 % відповідно. Матеріал верхнього струмопровідного контакту слабко впливає на ефективність СЕ. Одержані результати дають змогу визначити максимальне значення ефективності розглянутих СЕ з урахуванням рекомбінаційних та оптичних втрат в шарах фотоперетворювачів та провести оптимізацію параметрів реальних приладів з метою досягнення цих значень ККД.

Перелік посилань