Дослідження та покращення продуктивності ультратонких сонячних елементів CIGS
| Автори | B. Kaghouche1,2, A. Saouli1,3, I. Nouicer4, S. Abadli2, Z. Deridj, S. Boulmelh2, L. Dib2, L. Saci2 |
| Афіліація |
1Abdelhafid Boussouf University centre of Mila, BP N°26 RP Mila 43000, Algeria 2LEMEAMED Laboratory, Electronics Department, University of Constantine 1 – Mentouri Brothers, 25000 Constantine, Algeria 3Microsystems and Instrumentation Laboratories (LMI), Faculty of Technology Sciences, Mentouri Brothers University of Constantine, 25000 Constantine, Algeria 4Centre de Développement des Energies Renouvelables, (CDER), B.P. 62, Route de l'Observatoire, 16340, Bouzaréah, Algiers, Algeria |
| Е-mail | b.kaghouche@centre-univ-mila.dz |
| Випуск | Том 17, Рік 2025, Номер 6 |
| Дати | Одержано 05 серпня 2025; у відредагованій формі 11 грудня 2025; опубліковано online 19 грудня 2025 |
| Цитування | B. Kaghouche, A. Saouli, I. Nouicer, та ін., Ж. нано- електрон. фіз. 17 № 6, 06005 (2025) |
| DOI | https://doi.org/10.21272/jnep.17(6).06005 |
| PACS Number(s) | 73.50.Pz, 85.30.De |
| Ключові слова | Ультратонкі CIGS, ATLAS-SILVACO, Щільність дефектів, Пасивація (5) , BSF (3) . |
| Анотація |
Сонячні елементи другого покоління на основі поглинального шару CIGS мають значний потенціал у фотоелектричній галузі, і, як ми знаємо, головним викликом цієї технології є зменшення товщини шару CIGS з метою мінімізації виробничих витрат, особливо шляхом зменшення споживання галію та індію, які вважаються дорогими матеріалами. З огляду на це, ми провели моделювання з використанням модуля ATLAS-SILVACO, щоб оптимізувати технологічні параметри та покращити продуктивність цього пристрою. Дійсно, на основі вже виготовленого надтонкого елемента CIGS нам вдалося зафіксувати технологічні параметри досліджуваного елемента. Ефективність та форм-фактор майже ідеально узгоджуються з еталонним сонячним елементом (η = 8,62 % та FF = 58 %). Була досліджена щільність дефектів у структурі поглинача. Збільшення щільності дефектів (порядку 1015 см – 3) ми пов'язали зі збільшенням щільності меж зерен. Ми обговорили вплив великої кількості міді (Cu) в надтонкому сонячному елементі CIGS. Потім, введення шару пасивації Al2O3 товщиною 25 нм з негативними фіксованими зарядами на межі розділу CIGS/Al2O3 дозволило покращити продуктивність пристрою, де ми зафіксували ефективність η = 11,22 % та FF = 64 %. Нарешті, ми провели оптимізацію на основі введення шару P+-CIGS BSF. Еволюцію електричних характеристик ультратонкого сонячного елемента обговорювали як функцію щільності акцептора та товщини шару BSF. Ця конфігурація AZO/i-ZnO/CdS/P-CIGS/P+-CIGS/Mo дозволила оцінити збільшення ефективності до η = 15,47 % (FF = 73,46 %). |
|
Перелік посилань |
Інші статті цього номера
1) Підвищення коерцитивності тонких плівок Pt/Co та Pt/Co/Pt/Co шляхом іонного опромінення Ar+ з подальшою термічною обробкою [06001-1-06001-9]2) Мультисенсорна система на базі пористого кремнію з мультиагентною обробкою даних [06002-1-06002-6]
3) Передумови та перспективи індукційно-магнетронного збудження плазми в джерелах з холодним катодом [06003-1-06003-10]
4) Дослідження та моделювання FSS для багатодіапазонних і дуже широкосмугових додатків з подвійною поляризацією за формулюванням поперечної хвилі [06004-1-06004-5]
5) Аналіз ефективності нанопокриттів для поверхонь лопаток підводних турбін з вертикальною віссю [06006-1-06006-6]
6) Вплив температури та геометричного масштабування на продуктивність КМОП-інвертора: статичний та динамічний параметричний аналіз [06007-1-06007-7]
7) Структура та властивості дифузійних титанових покриттів на основі твердих сплавів [06008-1-06008-5]
8) Механізм виділення тепла з нікелю або іншого металу, наповненого воднем [06009-1-06009-9]
9) Вплив концентрації наночастинок срібла на плазмон-підсилену флюоресценцію пірену в розчині та тонкій нанокомпозитній плівці [06010-1-06010-6]
10) Ефективне управління енергією гібридної відновлюваної енергетики [06011-1-06011-5]
11) Стратегія управління енергією, що зберігає конфіденційність, для гібридних систем зберігання даних з алгоритмом федеративного навчання [06012-1-06012-5]
12) Нано-платформи периферійних обчислень для передових інтелектуальних навчальних середовищ [06013-1-06013-5]
13) Космологічна модель струн типу I антижорсткого LRS Біанкі у загальній теорії відносності [06014-1-06014-4]
14) Компактна всеспрямована надширокосмугова трапецієподібна щілинна антена для застосувань Інтернету речей [06015-1-06015-4]
15) Аналіз та візуалізація кубітівних перетворень на сфері Блоха: дослідження квантових вентилів, стійкості до шуму та обчислювальних застосувань [06016-1-06016-5]
16) Алгоритми машинного навчання для адаптивного формування променя в інтелектуальних антенних системах [06017-1-06017-5]
17) Проектування та розробка компактної мікросмужкової патч-антени з високою пропускною здатністю для бездротового зв'язку [06018-1-06018-5]
18) Інфляційна космологічна модель типу Б'янкі VI0 з експоненціальним потенціалом [06019-1-06019-4]
19) Зменшення бічних пелюсток за допомогою звуження та віконування в діаграмі спрямованості антени для радіолокаційних систем [06020-1-06020-5]
20) Проектування та моделювання компактної U-подібної 4-елементної MIMO-антени для безпечних Wi-Fi-додатків [06021-1-06021-4]
21) Новий енергоефективний підхід для створення TSPC-тригерів з двостороннім спрацьовуванням без постійного струму з використанням STC [06022-1-06022-5]
22) Антенна решітка Rotman на основі лінз Rotman з керованим променем та серією Combline для застосувань у 5G IoT [06023-1-06023-4]
23) Багатодіапазонна всеспрямована фрактальна антена типу "метелик" для застосувань Інтернету речей [06024-1-06024-5]
24) Проектування багатокотушкової резонансної бездротової передачі енергії для офісних комунікаційних систем [06025-1-06025-5]
25) Останні досягнення в галузі стабільності та фотокаталітичного застосування в деградації перовскітів CsPbX3(X Cl, Br, I): огляд [06026-1-06026-5]
26) Розробка перспективного катодного каталізатора на основі цеолітного імідазолатного каркасу з наноструктурою для низькотемпературних паливних елементів [06027-1-06027-5]
27) Покращені характеристики патч-антени для бездротового зв'язку з використанням метаматеріальної структури [06028-1-06028-4]
28) Методика оптимізації оптичних властивостей наноматеріалів для фотонних сенсорів [06029-1-06029-6]
29) Дослідження морфології підкладки та електричних характеристик наноструктурованих кремнієвих сонячних елементів [06030-1-06030-5]
30) Термодинаміка фазових рівноваг та реакційного спікання мікрохвильових керамічних діелектриків у системі BaO – TiO2 – MgO [06031-1-06031-6]
31) Досягнення ефективності 38,27% у сонячних елементах CIGS з використанням поля V2O5 на задній поверхні та шарів подвійного вікна: підхід моделювання [06032-1-06032-10]
32) Спектральні особливості термостимульованого фазового перетворення тонких плівок на основі оксидів перехідних металів, легованих германієм [06033-1-06033-10]
33) Проектування та розробка низькопрофільної гнучкої антени на частоті 3,5 ГГц з використанням різних матеріалів підкладки [06034-1-06034-9]
34) Статичний і динамічний пружні модулі нанокомпозитів поліпропілена, тефлона та багатостінних вуглецевих нанотрубок [06035-1-06035-7]
35) Оптичні явища в сферичних металевих наночастинках. Нелокальна теорія [06036-1-06036-9]
36) Хаотична лазерна мода [06037-1-06037-6]
37) Адаптація пористого вуглецю, отриманого з конопель, шляхом хімічної активації: аналіз фрактальної розмірності та ємнісні властивості [06038-1-06038-10]
