Досягнення ефективності 38,27% у сонячних елементах CIGS з використанням поля V2O5 на задній поверхні та шарів подвійного вікна: підхід моделювання
| Автори | Leila Naceri, Mousaab Belarbi |
| Афіліація |
Laboratory of Micro and Nanophysics – LaMiN, Department of FPST-École Nationale Polytechnique d’Oran-Maurice Audin, BP 1523, Oran 31000, Algeria |
| Е-mail | moussaab.belarbi@enp-oran.dz |
| Випуск | Том 17, Рік 2025, Номер 6 |
| Дати | Одержано 07 вересня 2025; у відредагованій формі 14 грудня 2025; опубліковано online 19 грудня 2025 |
| Цитування | Leila Naceri, Mousaab Belarbi, Ж. нано- електрон. фіз. 17 № 6, 06032 (2025) |
| DOI | https://doi.org/10.21272/jnep.17(6).06032 |
| PACS Number(s) | 07.05.Tp, 88.40.jm |
| Ключові слова | Сонячний елемент CIGS (2) , Поле на задній поверхні, Подвійні віконні шари, SCAPS-1D (23) , Оптимізація ефективності. |
| Анотація |
У роботі проведено дослідження підвищення продуктивності сонячних елементів на основі селеніду міді та індію-галію (CIGS) з використанням нової гетероструктури AZO/SnO2/ZnS/CIGS/V2O5/Ag. Моделювання за допомогою програмного забезпечення SCAPS-1D (Solar Cell Capacitance Simulator in One Dimension) порівнювало три конфігурації: без шару заднього поля (ШЗП), з шаром ШЗП BaSi2 та з шаром ШЗП V2O5. Включення шару ШЗП V2O5 підвищило ефективність до 30,63 %. Оптимізація ключових параметрів, включаючи товщину поглинача (1 мкм), густину дефектів (1012 см – 3), густину акцептора (1019 см – 3), спорідненість до електрона (4,2 еВ), послідовний опір (0 Ом) та робочу температуру (310 K), підвищила продуктивність, досягнувши напруги холостого ходу (Voc) 1,02 В, густини струму короткого замикання (Jsc) 43,01 мА/см2, коефіцієнта заповнення (FF) 86,68 % та ефективності (Ω) 38,27 %. Ці покращення пояснюються синергією між шарами подвійного вікна та шаром V2O5 ШЗП, що разом зменшило втрати на рекомбінацію та покращило збирання заряду. Отримані результати дають цінну інформацію про проектування та розробку економічно ефективних, високопродуктивних та екологічно чистих сонячних елементів CIGS, позиціонуючи цей підхід як перспективне рішення для розвитку технологій відновлюваної енергетики. |
|
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) Дослідження та покращення продуктивності ультратонких сонячних елементів CIGS [06005-1-06005-6]
6) Аналіз ефективності нанопокриттів для поверхонь лопаток підводних турбін з вертикальною віссю [06006-1-06006-6]
7) Вплив температури та геометричного масштабування на продуктивність КМОП-інвертора: статичний та динамічний параметричний аналіз [06007-1-06007-7]
8) Структура та властивості дифузійних титанових покриттів на основі твердих сплавів [06008-1-06008-5]
9) Механізм виділення тепла з нікелю або іншого металу, наповненого воднем [06009-1-06009-9]
10) Вплив концентрації наночастинок срібла на плазмон-підсилену флюоресценцію пірену в розчині та тонкій нанокомпозитній плівці [06010-1-06010-6]
11) Ефективне управління енергією гібридної відновлюваної енергетики [06011-1-06011-5]
12) Стратегія управління енергією, що зберігає конфіденційність, для гібридних систем зберігання даних з алгоритмом федеративного навчання [06012-1-06012-5]
13) Нано-платформи периферійних обчислень для передових інтелектуальних навчальних середовищ [06013-1-06013-5]
14) Космологічна модель струн типу I антижорсткого LRS Біанкі у загальній теорії відносності [06014-1-06014-4]
15) Компактна всеспрямована надширокосмугова трапецієподібна щілинна антена для застосувань Інтернету речей [06015-1-06015-4]
16) Аналіз та візуалізація кубітівних перетворень на сфері Блоха: дослідження квантових вентилів, стійкості до шуму та обчислювальних застосувань [06016-1-06016-5]
17) Алгоритми машинного навчання для адаптивного формування променя в інтелектуальних антенних системах [06017-1-06017-5]
18) Проектування та розробка компактної мікросмужкової патч-антени з високою пропускною здатністю для бездротового зв'язку [06018-1-06018-5]
19) Інфляційна космологічна модель типу Б'янкі VI0 з експоненціальним потенціалом [06019-1-06019-4]
20) Зменшення бічних пелюсток за допомогою звуження та віконування в діаграмі спрямованості антени для радіолокаційних систем [06020-1-06020-5]
21) Проектування та моделювання компактної U-подібної 4-елементної MIMO-антени для безпечних Wi-Fi-додатків [06021-1-06021-4]
22) Новий енергоефективний підхід для створення TSPC-тригерів з двостороннім спрацьовуванням без постійного струму з використанням STC [06022-1-06022-5]
23) Антенна решітка Rotman на основі лінз Rotman з керованим променем та серією Combline для застосувань у 5G IoT [06023-1-06023-4]
24) Багатодіапазонна всеспрямована фрактальна антена типу "метелик" для застосувань Інтернету речей [06024-1-06024-5]
25) Проектування багатокотушкової резонансної бездротової передачі енергії для офісних комунікаційних систем [06025-1-06025-5]
26) Останні досягнення в галузі стабільності та фотокаталітичного застосування в деградації перовскітів CsPbX3(X Cl, Br, I): огляд [06026-1-06026-5]
27) Розробка перспективного катодного каталізатора на основі цеолітного імідазолатного каркасу з наноструктурою для низькотемпературних паливних елементів [06027-1-06027-5]
28) Покращені характеристики патч-антени для бездротового зв'язку з використанням метаматеріальної структури [06028-1-06028-4]
29) Методика оптимізації оптичних властивостей наноматеріалів для фотонних сенсорів [06029-1-06029-6]
30) Дослідження морфології підкладки та електричних характеристик наноструктурованих кремнієвих сонячних елементів [06030-1-06030-5]
31) Термодинаміка фазових рівноваг та реакційного спікання мікрохвильових керамічних діелектриків у системі BaO – TiO2 – MgO [06031-1-06031-6]
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]
