Оптимізація матеріалу транспортного шару дірок для ефективного сонячного елемента на основі безсвинцевого подвійного перовскіту Cs2AgBiBr6 за допомогою чисельного моделювання
| Автори | S. Das , M.G. Choudhury , S. Paul |
| Приналежність |
Advanced Materials Research and Energy Application Laboratory (AMREAL), Department of Energy Engineering, North-Eastern Hill University, Shillong-793022, India |
| Е-mail | paulsamrat17@gmail.com |
| Випуск | Том 14, Рік 2022, Номер 3 |
| Дати | Одержано 24 березня 2022; у відредагованій формі 25 червня 2022; опубліковано online 30 червня 2022 |
| Посилання | S. Das, M.G. Choudhury, S. Paul, Ж. нано- електрон. фіз. 14 № 3, 03012 (2022) |
| DOI | https://doi.org/10.21272/jnep.14(3).03012 |
| PACS Number(s) | 88.40.jp |
| Ключові слова | Подвійний перовскіт (4) , ETL, HTL (2) , SCAPS-1D (21) , Коефіцієнт заповнення (2) , Квантова ефективність (3) . |
| Анотація |
Безсвинцеві подвійні перовскіти нещодавно стали перспективним альтернативним матеріалом для застосування в сонячних елементах, демонструючи обнадійливі оптоелектронні властивості, високу екологічну стабільність і низьку токсичність. У статті повідомляється про вплив різних матеріалів транспортного шару дірок на фотоелектричні характеристики сонячних елементів на основі безсвинцевих подвійних перовскітів. Оптимізація транспортних шарів дірок (HTLs) здійснюється шляхом кореляції напруги холостого ходу (Voc) із вбудованим потенціалом (Vbi). Результати моделювання показали, що вище значення Vbi призвело до більшого значення Voc. Також встановлено, що для правильного вибору HTLs, EV_HTL (максимум валентної зони HTL) і φBC (робота виходу зворотного контакту) не повинні бути набагато глибшими, ніж EV_PVK (максимум валентної зони подвійного перовскітного шару), щоб уникнути втрат Vbi. У дослідженні було розроблено пристрій FTO/TiO2/Cs2AgBiBr6/HTLs/Cu, і його одновимірне моделювання та аналіз було проведено симулятором ємності сонячних елементів (SCAPS-1D). Для роботи використано активний шар 0,3 мкм. Ефективність перетворення фотоелектричної енергії (PCE), Voc, Jsc і FF були отримані за допомогою чисельного моделювання. Виявлено, що найбільш підходящим матеріалом транспортного шару дірок є Spiro-OMeTAD. Крім того, в оптимізованих умовах PCE приладу зросла до 3,75 %. Оптимізовані фотоелектричні характеристики пристрою такі: напруга холостого ходу Voc = 7,2412 В, густина струму короткого замикання Jsc = 8,02965 мА/см2 і коефіцієнт заповнення FF = 6.45 %. В цілому, обнадійливі результати моделювання, отримані в даному дослідженні, дадуть вказівки щодо заміни широко використовуваного канцерогенного перовскіту на основі Pb екологічно чистими, високоефективними неорганічними перовскітними сонячними елементами. |
|
Перелік посилань |
Інші статті цього номера
1) Дослідження ефективності перовскітного сонячного елементу на основі безсвинцевого змішаного галогеніду Cs2TiI6 – xBrx (x = 1 до 5) [03001-1-03001-5]2) Якість поверхневих вод притоків, що протікають через два райони, Хошимін, В'єтнам [03002-1-03002-5]
3) Зворотні діоди для підвищення ефективності сонячної панелі для певного модуля [03003-1-03003-4]
4) Продуктивність мембран Nata de Bamboo та Nata de Chayote як сепараторів цинк-вуглецевих акумуляторів [03004-1-03004-5]
5) Наночастинки оксидів перехідних металів для виробництва біопалива [03005-1-03005-4]
6) Проект малошумного підсилювача з поточною архітектурою повторного використання та методом попереднього спотворення для наноелектронних датчиків, які працюють на частоті 2,4 ГГц [03006-1-03006-5]
7) Дослідження характеристик радіоканалу в терагерцовому діапазоні [03007-1-03007-5]
8) Кількісне співвідношення між константою Гамакера та кутом контакту з водою із співвідношенням sp2/sp3 та вмістом водню у тонкій плівці гідрогенізованого алмазоподібного вуглецю [03008-1-03008-5]
9) Модифікований одностінними вуглецевими нанотрубками (SWCNTs), Ketjen Black (KB) і наночастинками золота (AuNPs) скловуглецевий електрод для високоселективного визначення дофаміну [03009-1-03009-5]
10) Електрохімічна реакція аскорбінової кислоти за допомогою вугільного електрода з трафаретним друком [03010-1-03010-4]
11) Система стеження за викраденими автомобілями на основі електронного блоку керування [03011-1-03011-5]
12) Аналіз та проектування надширокосмугового некогерентного трансивера для UWB імпульсного радіозв'язку в терагерцовому діапазоні [03013-1-03013-5]
13) Обчислювальне моделювання поверхнево-модифікованої вуглецевої нанотрубки для низькотемпературного паливного елементу [03014-1-03014-4]
14) Чисельний аналіз експлуатаційних характеристик різних матеріалів ETL для перовскітних сонячних елементів на основі одногалогенідного цезію-титану (IV) [03015-1-03015-5]
15) Дослідження розподілених генерацій для пом'якшення падіння напруги за допомогою незбалансованого потоку навантаження [03016-1-03016-5]
16) Внесок наноматеріалів у розвиток технології сонячних елементів: огляд [03017-1-03017-5]
17) Недорогий сенсорний вузол для моніторингу тріщин у вихідних трубах з використанням неруйнівного контролю для переробної промисловості [03018-1-03018-5]
18) Проектування та аналіз безперехідного пристрою VTFET для сенсорних додатків [03019-1-03019-5]
19) Конструкція підсилювача з низьким рівнем шуму CMOS Cascode Low Noise Amplifier (CCLNA) для наносенсорних додатків [03020-1-03020-5]
20) Селективний електрохімічний датчик з використанням вугільного електрода з трафаретним друком (SPCE) для виявлення дофаміну в нейтральному стані [03021-1-03021-5]
21) Сонячна сушарка змішаного режиму на основі системи акумулювання прихованого тепла для сушіння міробалану [03022-1-03022-5]
22) Чотирипортова дводіапазонна MIMO-антена у формі квітки 29/39 ГГц міліметрової хвилі для додатків 5G [03023-1-03023-5]
23) Сенсори вуглекислого газу на основі вуглецевих нанотрубок з каталізатором і без нього [03024-1-03024-4]
24) Електронні властивості α-Al2O3 [03025-1-03025-4]
25) Густина заряду та густина станів (DOS) моноклінного ZrO2 з використанням функціоналу Meta-GGA DFT [03026-1-03026-4]
26) Синтез, характеристика та оцінка наночастинок δ-Al2O3, отриманих хімічним методом зі зміною pH [03027-1-03027-4]
27) Нова теорія високого порядку для аналізу температури жолоблення функціонально градуйованих сендвіч-пластин, що спираються на пружну основу [03028-1-03028-8]
28) Промисловий Інтернет речей (IIoT) для оцінки пожежного ризику на основі електронного датчика [03029-1-03029-5]
29) Залежність магнітних властивостей нанокристалів ZnO:Mn від умов синтезу [03030-1-03030-5]
30) Вплив механічних та геометричних характеристик на термічне жолоблення функціонально градуйованих сендвіч пластин [03031-1-03031-6]
31) Дифракція Е-поляризованих фотонів на нескінченній ґратці металевих стрічок [03032-1-03032-5]
32) Oксидування поверхні n-GaAs: морфологічний та кінетичний аналіз [03033-1-03033-7]
