Теоретичне дослідження щодо вдосконалення сонячних елементів на основі CIGS

Автори M.W. Bouabdelli1, F. Rogti1, N. Lakhdar2, M. Maache3
Приналежність

1Laboratoire d’Analyse et de Commande des Systèmes d’Energie et Réseaux Électriques, Faculté de Technologie, Université Amar Telidji de Laghouat, BP 37G, Route de Ghardaïa, 03000 Laghouat, Algeria

2Department of Electrical Engineering, Faculty of Technology, University of El Oued, El 39000, Oued, Algeria

3Department of Physics, FECS, Ziane Achour University, 17000 Djelfa, Algeria

Е-mail nacereddine_l@hotmail.fr
Випуск Том 12, Рік 2020, Номер 3
Дати Одержано 16 січня 2020; у відредагованій формі 15 червня 2020; опубліковано online 25 червня 2020
Посилання M.W. Bouabdelli, F. Rogti, N. Lakhdar, M. Maache, Ж. нано- електрон. фіз. 12 № 3, 03002 (2020)
DOI https://doi.org/10.21272/jnep.12(3).03002
PACS Number(s) 88.40.jm
Ключові слова Сонячний елемент CIGS, ZnS (20) , Ефективність (7) , Буферний шар (4) , Оптимізація (5) .
Анотація

Оскільки потреба в енергії продовжує зростати, необхідність в різних її джерелах є очевидною. Поновлювані джерела енергії забезпечують стійку та екологічно чисту енергію, яка може бути альтернативою традиційній енергії. Сонячні елементи – це поширена форма відновлюваної енергії. Для виробництва тонкоплівкових сонячних елементів було розроблено багато матеріалів. Сонячний елемент на основі Cu(In, Ga)Se2 (CIGS) вважається одним з найбільш перспективних тонкоплівкових сонячних елементів завдяки безлічі привабливих особливостей. У роботі представлено чисельне моделювання тонкоплівкових сонячних елементів CIGS за допомогою двовимірного імітаційного пристрою під назвою Silvaco-Atlas. Було вивчено кілька структур сонячних елементів CIGS, використовуючи CdS як буферний шар. У роботі ми спочатку досліджуємо сонячний елемент CIGS на основі буферного шару CdS. Результати моделювання порівнюються з результатами попередніх пов'язаних експериментальних та теоретичних досліджень. Крім того, фотоелектричні параметри добре узгоджуються з експериментальними, що підтверджує нашу імітаційну модель. По-друге, ми розглядаємо сонячний елемент CIGS на основі ZnS як буферного шару з метою підвищення ефективності перетворення енергії сонячних елементів CIGS. Тому фотоелектричні параметри конструкції сонячних елементів CdS-CIGS порівнюються з параметрами конструкції сонячних елементів ZnS-CIGS, що демонструє значне підвищення ефективності при буферному шарі ZnS. Зокрема, ефективність збільшується з 22,92 % до 24,4 %. Крім того, для проектування сонячних елементів ZnS-CIGS застосовується процес оптимізації, що дає ефективність 25,1 %. Запропонована конструкція сонячних елементів CIGS може значно підвищити продуктивність сонячних елементів. Таким чином, ZnS можна розглядати як перспективний альтернативний буферний шар для підвищення ефективності тонкоплівкових сонячних елементів CIGS.

Перелік посилань