Дослідження псевдогомопереходу CIGS тонкоплівкового сонячного елемента з використанням SCAPS-1D

  • Самах Будур Науково-дослідний центр промислових технологій CRTI, Черага, Алжир https://orcid.org/0000-0002-4277-6945
  • Ідріс Бучама Електронний факультет, технологічний факультет, Університет Мсіла, Алжир; Дослідницький відділ нових матеріалів (RUEM), Університет Ферхата Аббаса, Сетіф, Алжир
  • Саміха Лайдуді Університет Мохамед Ель Башир, Ель Ібрахімі Бордж-Бу Аррерідж Ель-Анассер, Алжир https://orcid.org/0000-0002-3566-9359
  • Валід Беджауї Науково-дослідний центр промислових технологій CRTI, Черага, Алжир; Факультет машинобудування, Університет Біскри, Біскра, Алжир
  • Лейла Ламірі Науково-дослідний центр промислових технологій CRTI, Черага, Алжир
  • Уафія Белгербі Науково-дослідний центр промислових технологій CRTI, Черага, Алжир
  • Сіхам Азіз Науково-технічний дослідницький центр фізико-хімічного аналізу CRAPC, Типаза, Алжир
DOI: https://doi.org/10.26565/2312-4334-2022-4-14
Ключові слова: CIGS, ODC, псевдогомоперехід, J-V характеристики, SCAPS-1D

Анотація

У цьому дослідженні повідомляється про моделювання продуктивністі пошкодженої псевдогомоперехідної тонкоплівкової сонячної батареї CIGS (P-HTFSC) і визначаються її оптимальні параметри для високої продуктивності за допомогою програмного забезпечення SCAPS-1D при освітленні AM1.5 і робочій температурі 300 К. Щоб зосередити дискусію на оптимальних параметрах (товщині, концентраціях легування, концентраціях дефектів на глибині/інтерфейсі та ширині забороненої зони) для тонкоплівкових шарів ZnO, CdS, ODC та CIGS, було виконано моделювання поперечного перерізу (1D) на ZnO/CdS/ Пристрій ODC/CIGS P-HTFSC для отримання оптимальної структури, яка забезпечує високу ефективність перетворення світла в електрику. Чотири світлові характеристики J-V (струм короткого замикання: JSC, напруга холостого ходу: VOC, коефіцієнт заповнення: FF та ефективність перетворення: h) використовувалися як індикатори для оцінки характеристик пристрою. Результати моделювання показали, що для найкращої продуктивності пристрою CIGS P-HTFSC оптимальна товщина шарів CIGS і ODC повинна бути відповідно меншою за 2 мкм і декілька нм, тоді як оптимальна концентрація дефектів у шарі повинна становити 1013 cm‑3‑1018 cm‑3, відповідно.

Завантаження

##plugins.generic.usageStats.noStats##

Посилання

S.R. Kodigala, Chapter 5 - Optical Properties of I–III–VI2 Compounds, Thin Films and Nanostructures, 35, 195 (2010). https://doi.org/10.1016/B978-0-12-373697-0.00005-5

N. Khoshsirat, and N.A.M. Yunus, in: Nanoelectronics and Materials Development, edited by K. Abhijit, (InTechOpen, 2016), pp. 41-65.

M.A. Green, E.D. Dunlop, J. Hohl-Ebinger, M. Yoshita, N. Kopidakis, and X.J. Hao, “Solar cell efficiency tables (Version 59)”, Prog. Photovolt. Res. Appl. 30, 3 (2022). http://dx.doi.org/10.1002/pip.3506

L.A. Kosyachenko, in: Solar Cells: New Approaches and Reviews, edited by J. Fagerberg, D.C. Mowery, and R.R. Nelson, (IntechOpen, 2015). https://doi.org/10.5772/58490

I. Bouchama, S. Boudour, N. Bouarissa, and Z. Rouabah, “Quantum and conversion efficiencies optimization of superstrate CIGS thin-films solar cells using In2Se3 buffer layer”, Optical Materials, 72, 177 (2017). http://dx.doi.org/10.1016/j.optmat.2017.05.056

A. Bakoura, A. Saadoune, I. Bouchama, F. Dhiabi, S. Boudour, and M.A. Saeede, “Effect and optimization of ZnO layer on the performance of GaInP/GaAs tandem solar cell”, Micro and Nanostructures, 168, 207294 (2022). https://doi.org/10.1016/j.micrna.2022.207294

M. Burgelman, K. Decock, A. Niemegeers, J. Verschraegen, and S. Degrave, SCAPS manual, Version 2021, (University of Gent, Belgium).

Y. Osman, M. Fedawy, M. Abaza, M.H. Aly, “Optimized CIGS based solar cell towardsan efficient solar cell: impact of layers thickness and doping”, Optical and Quantum Electronics, 53, 245 (2021). https://doi.org/10.1007/s11082-021-02873-4

J.W. Lee, J.D. Cohen, and W.N. Shafarman, “The determination of carrier mobilities in CIGS photovoltaic devices using high-frequency admittance measurements”, Thin Solid Films, 480, 336 (2005). https://doi.org/10.1016/j.tsf.2004.11.087

Ö.F. Yüksel, B.M. Başol, H. Şafak, and H. Karabiyik, “Optical characterisation of CuInSe2 thin films prepared by two-stage process”, Appl. Phys. A, 73, 387 (2001). https://doi.org/10.1007/s003390100744

J.R. Lakowicz, I. Gryczynski, Z. Gryczynski, and C.J. Murphy, “Luminescence Spectral Properties of CdS Nanoparticles”, J. Phys. Chem. B. 103(36), 7613 (1999). https://doi.org/10.1021/jp991469n

S. Emin, S. P. Singh, L. Han, N. Satoh, and A. Islam, “Colloidal quantum dot solar cells”, Sol. Energy, 85, 1264 (2011). https://doi.org/10.1016/j.solener.2011.02.005

Опубліковано
2022-12-06
Цитовано
Як цитувати
Будур, С., Бучама, І., Лайдуді, С., Беджауї, В., Ламірі, Л., Белгербі, У., & Азіз, С. (2022). Дослідження псевдогомопереходу CIGS тонкоплівкового сонячного елемента з використанням SCAPS-1D. Східно-європейський фізичний журнал, (4), 145-152. https://doi.org/10.26565/2312-4334-2022-4-14
Номер
№ 4 (2022): Східно-європейський фізичний журнал
Розділ
Статті

Авторське право (c) 2022 Самах Будур, Ідріс Бучама, Саміха Лайдуді, Валід Беджауї, Лейла Ламірі, Уафія Белгербі, Сіхам Азіз‬

Ліцезія Creative Commons

Цю роботу ліцензовано за Міжнародня ліцензія Creative Commons Attribution 4.0.

Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:

    • Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
    • Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
    • Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).