Моделювання тандемного сонячного елементу CZTS/CZTSe за допомогою програмного забезпечення SCAPS-1D
| Автори | Leila Ghalmi1, Souhila Bensmaine1, Mourad Elbar2, Slimane Chala2,3, Hayat Merzouk1 |
| Приналежність |
1Materials and Renewable Energy Research Unit, Faculty of Sciences, Abou Bekr Belkaid University, 13000 Tlemcen, Algeria 2Laboratory of Metallic and Semiconducting Materials, Mohamed Khider University, 07000 Biskra, Algeria 3Institute of Electrical and Electronic Engineering, M’Hamed Bougara University, 35000 Boumerdes, Algeria |
| Е-mail | leila.ghalmi@univ-tlemcen.dz |
| Випуск | Том 14, Рік 2022, Номер 6 |
| Дати | Одержано 06 жовтня 2022; у відредагованій формі 26 грудня 2022; опубліковано online 27 грудня 2022 |
| Посилання | Leila Ghalmi, Souhila Bensmaine, Mourad Elbar, та ін., Ж. нано- електрон. фіз. 14 № 6, 06033 (2022) |
| DOI | https://doi.org/10.21272/jnep.14(6).06033 |
| PACS Number(s) | 78.20.Bh, 73.40.Lq, 84.60.Jt |
| Ключові слова | Моделювання (75) , SCAPS-1D (21) , Тандемний сонячний елемент CZTS/CZTSe, Узгодження струму, Відфільтрований спектр. |
| Анотація |
Сонячний спектр може бути розділений тандемними сонячними елементами на кілька субелементів, які мають різні ширини забороненої зони і ефективніше перетворюють світло в електрику, ніж окремі елементи. У роботі моделювання фотоелектричних (PV) характеристик тандемного сонячного елементу CZTS/CZTSe на основі структур сульфіду міді-цинку-олова (CZTS) як верхнього елементу та селеніду міді-цинку-олова (CZTSe) як нижнього елементу було виконано за допомогою симулятора SCAPS-1D при освітленні AM1.5. Спочатку було виконано моделювання окремих сонячних елементів CZTS і CZTSe і отримано ефективність відповідно 14,37 % і 17,87 %, що добре узгоджується з наявними результатами. До подачі відфільтрованого спектру змодельовані PV параметри тандемного сонячного елементу CZTS/CZTSe мають ефективність перетворення () 20,68 % і густину струму короткого замикання (Jsc) 20,205 мА/см2 для верхнього та нижнього елементів з довільною нормальною товщиною. Крім того, щоб досягти узгодження струму, як верхній, так і нижній елементи були досліджені при різній товщині тандемної конфігурації, коли товщини верхнього та нижнього елементів були відповідно в діапазонах 0,05-0,5 мкм і 0,1-1 мкм. Продуктивність тандемного сонячного елементу визначалася після подачі відфільтрованого спектру та узгодження струму. Значення Jsc тандемного сонячного елементу CZTS/CZTSe становить 20,33 мА/см2 для товщини 0,255 мкм верхнього, CZTS, елементу та товщини 0,8 мкм нижнього, CZTSe, елементу. Максимальний , рівний 22,98 %, досягається для конструкції тандемної структури з підвищенням напруги холостого ходу (Voc) на 1,48 В. |
|
Перелік посилань |
Інші статті цього номера
1) Механізми генерації струму в діодах Шотткі графен/p-CdTe [06001-1-06001-5]2) Тонкі плівки на основі MWCNT, отримані методом CVD, та деякі їх застосування [06002-1-06002-4]
3) Реологічний аналіз нанобурового розчину на основі TiO2 [06003-1-06003-5]
4) Дизайн і концепція платформи, яка дозволяє з’єднувати різні сонячні панелі та навантаження через понижуючий перетворювач DC-DC [06004-1-06004-6]
5) Швидкість осадження та електрохімічна корозійна поведінка композитних покриттів на основі нікелю [06005-1-06005-5]
6) Послідовна реологічна поведінка рідини на основі форміату при бурінні та капітальному ремонті свердловин [06006-1-06006-4]
7) Безсвинцеві п’єзоелектричні матеріали для медичної роботи [06007-1-06007-4]
8) Вплив тепловідводу на механічні, металургійні та мікроструктурні характеристики різнорідних з’єднань Al6061 та Al5052, виготовлених точковим зварюванням тертям із перемішуванням [06008-1-06008-5]
9) Вплив наночастинок у технології підвищення вилучення нафти на основі полімерів [06009-1-06009-4]
10) Стиснення MHD потоку разом із теплопередачею між паралельними пластинами за допомогою методу диференціального перетворення [06010-1-06010-5]
11) Калібрування мікроскопічної вимірювальної системи методом проекцій закодованих періодичних шаблонів [06011-1-06011-5]
12) Особливості сегрегації включень та мікроструктура зливків кремнію, отриманих електронно-променевим рафінуванням металургійного кремнію [06012-1-06012-5]
13) Компактна та мініатюрна дводіапазонна антена-мітка на основі метаматеріалу для IoT, технології RFID та додатків лікарняних послуг [06013-1-06013-6]
14) Реалізація VTFET із лінійно градуйованою роботою виходу бінарного металевого затвору з повітряною кишенею [06014-1-06014-6]
15) Параметричний аналіз шляхом моделювання брегівських ґраток та їх застосування як датчика [06015-1-06015-5]
16) Чисельне моделювання росту тонких плівок шляхом випадкового осадження з випаровуванням частинок [06016-1-06016-6]
17) Структурні та оптичні властивості нанокристалічних порошків оксиду міді індію, отриманих методом твердофазної реакції [06017-1-06017-5]
18) Новий підхід до проектування дводіапазонного смугового мікрохвильового фільтра (DBBPF) на основі квадратних симетричних резонаторів з метаматеріалу (SSRR) для додатків X- та Ku- діапазонів [06018-1-06018-5]
19) Дослідження фотолюмінесценції та термолюмінесценції нанолюмінофору алюмінату цинку, легованого диспрозієм (Dy3+) (Zn0.97Al2O4:0.03Dy) [06019-1-06019-6]
20) Релаксація електронного збудження молекули на шляху спіропіран ↔ мероціанін [06020-1-06020-7]
21) Покращена 4-портова MIMO антена на основі зменшення електромагнітного взаємного зв'язку з використанням CSRRs з метаматеріалу для додатків Sub-6 ГГц 5G [06021-1-06021-5]
22) Дослідження впливу оптимального складу електроліту на зародження та ріст тонких плівок сплаву Ni-Fe [06022-1-06022-5]
23) Вплив товщини плівки на властивості тонких плівок Co-ZnO, отриманих золь-гель методом [06023-1-06023-6]
24) Аналіз тертя, зношування та в’язкості мастила понгамієвої олії на основі наночастинок Fe3O4 [06024-1-06024-4]
25) Точково-контактна спектроскопія Mo/Si надґраток [06025-1-06025-4]
26) Сенсорні методи виявлення поліциклічних ароматичних вуглеводнів (PAHs) у промислових стічних водах [06026-1-06026-5]
27) Останні досягнення в електрохімічному перетворенні вуглекислого газу [06027-1-06027-5]
28) Поведінка міді CAD 110 (матеріал радіатора) як фрактальної структурованої антени RFID під час експлуатації при високій температурі [06028-1-06028-5]
29) Механічна спектроскопія і внутрішнє тертя в SiO2/Si [06029-1-06029-7]
30) Вплив нанорозмірних активних частинок розплаву та поверхні електрода на процеси перенесення заряду на межі розділу електрод/розплав [06030-1-06030-3]
31) Концентраційна залежність термодинамічних і динамічних параметрів високоентропійних сплавів [06031-1-06031-4]
32) Моделювання анормальної поведінки діода Шотткі на основі 6H-SiC за допомогою функції Ламберта [06032-1-06032-4]
33) Про одне вдосконалення методу апроксимуючих функцій для задач з нелінійними середовищами [06034-1-06034-6]
