Числовий SCAPS аналіз сонячних елементів на оксиді графену/дисульфіду цирконію

  • Хмуд Аль-Дмур Університет Мута, факультет природничих наук, кафедра фізики, Йорданія https://orcid.org/0000-0001-5680-5703
DOI: https://doi.org/10.26565/2312-4334-2024-2-58
Ключові слова: моделювання SCAPS-1D, сонячні елементи, робота виходу, міжфазні шари, робоча температура

Анотація

Ця робота вивчає продуктивність сонячних елементів, що складаються з двох різних матеріалів, оксиду графену (Go, матеріал для транспортування дірок) і дисульфіду цирконію (ZrS2, матеріали для транспортування електронів) за допомогою моделювання SCAPS-1D. Було виявлено, що сонячні батареї Go/ ZrS2 демонструють кращу продуктивність із високим струмом короткого замикання Jsc 38 мА/см2 і ефективністю перетворення потужності η 17% порівняно з іншими сонячними елементами на основі оксиду графену та перовскітних матеріалів. Крім того, щільність струму короткого замикання зменшується з 38 мА/см2 до 22 мА/см2, коли енергетичний зазор ZrS2 збільшується з 1,2 еВ до 17 еВ. Підвищення робочої температури та робочої функції зворотного контакту також призвело до зниження напруги холостого ходу та ефективності перетворення потужності елементів, у той час як щільність струму короткого замикання дещо збільшилася. Це пояснюється зміною електричних властивостей шарів Go і ZrS2, включаючи їх рухливість носіїв заряду та характеристики міжфазних шарів.

Завантаження

##plugins.generic.usageStats.noStats##

Біографія автора

Хмуд Аль-Дмур, Університет Мута, факультет природничих наук, кафедра фізики, Йорданія

Professor in Physics.

Посилання

P. Omar, A. Khellaf, and K. Mohammedi, Renew Sust. Energy Rev. 23, 12 (2013). https://doi.org/10.1016/j.rser.2013.02.017

X. He, S. Khan, I. Oztyrk, and M. Murshed, Sustain. Dev. 31, 1888 (2023). https://doi.org/10.1002/sd.2491

A. Reinders, and P. Verlinden, Photovoltaic Solar Energy: From Fundamentals to Applications, (Wiley Publishing, USA, 1988).

A. Polman, M. Knight, E. Garnett, B. Ehrler, and W. Sinke, J. Sci. 352, 6283 (2020). https://doi.org/10.1126/science.aad4424

P. Liu, C. Xiao, C. Xie, and W. Li, Nano Energy, 89, 106399 (2021). https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2021.106399

H. Al-Dmour, D.M. Taylor, and J.A. Cambridge, J. Phys. D, Appl. Phys. 40, 5034 (2007). https://doi.org/10.1088/0022-3727/40/17/004

P. Sumesh, Sol. Energy Mater Sol. Cells, 192, 16 (2019). https://doi.org/10.1016/j.solmat.2018.12.016

M. Abdelfatah, A. El-Sayed, W. Isamil, V. Sittinger, and A. El-Shaer, Sci. Rep. 13, 4553 (2023). https://doi.org/10.1038/s41598-023-31553-4

Y. Park, K.S. Choi, and S.Y. Kim, Phys. Status Solidi, 209, 1363 (2012). https://doi.org/10.1002/pssa.201228040

M. Burgelman, P. Nollet, and S. Degrave, Thin Solid Films, 361-362, 527 (2000). https://doi.org/10.1016/S0040-6090(99)00825-1

H. Zerfaoui, D. Dib, M. Rahmani, K. Benyelloul, and C. Mebarkia, AIP Conference Proceedings, 1758, 030029 (2016). https://doi.org/10.1063/1.4959425

H. Al Dmour, East Eur. J. Phys, (3), 555-561 (2023). https://doi.org/10.26565/2312-4334-2023-3-65

F.X. Abomo Abega, A.T. Ngoupo, and J.M. Ndjaka, Int. J. Photoenergy, 21, 7506837 (2021). https://doi.org/10.1155/2021/7506837

N. Touafek, R. Mahamdi, and C. Dridi, Dig. J. Nanomater. Bios. 16, 705 (2021). https://chalcogen.ro/705_TouafekN.pdf

N.S. Noorasid, F. Arith, A.Y. Firhat, A.N. Mustafa, and A.S.M. Shah, Eng. J. 26, 1-12 (2022). https://doi.org/10.4186/ej.2022.26.2.1

D.W. Husainat, P. Ali, J. Cofie, J. Attia, A. Fuller, Darwish, AJOP, 8(1), 6 (2020). https://doi.org/10.11648/j.ajop.20200801.12

J.W. Lee, “Isothermal Electricity for Energy Renewal. PCT,” International Patent Application Publication Number WO 2019/136037 A1, (11 July 2019).

H. Al Dmour, R. Alzard, H. Alblooshi, K. Alhosanim, S. Al-Madoob, and N. Saleh, Front. Chem. 7, 1 (2019). https://doi.org/10.3389/fchem.2019.00561

K. Gong, J. Hu, N. Cui, Y. Xue, L. Li, G. Long, and S. Lin, Mater. Des. 211, 110170 (2021). https://doi.org/10.1016/j.matdes.2021.110170

H. Al-Dmour, S. Al-Trawneh, S. Al-Taweel, Int. J. Adv. Appl. Sci. 8, 128 (2021). https://doi.org/10.21833/ijaas.2021.06.015

J. Xi, L. Zheng, S. Wang, J. Yang, and W. Zhang, J. Comput. Chem. 42, 2213 (2021). https://doi.org/10.1002/jcc.26750

P. Sawicka-Chudy, Z. Starowicz, G. Wisz, R. Yavorskyi, Z. Zapukhlyak, M. Bester, and Ł. Głowa, Mater. Res. Express, 6, 085918 (2019). https://doi.org/10.1088/2053-1591/ab22aa

Опубліковано
2024-06-01
Цитовано
Як цитувати
Аль-Дмур, Х. (2024). Числовий SCAPS аналіз сонячних елементів на оксиді графену/дисульфіду цирконію. Східно-європейський фізичний журнал, (2), 445-449. https://doi.org/10.26565/2312-4334-2024-2-58
Номер
№ 2 (2024): Східно-європейський фізичний журнал
Розділ
Статті

Авторське право (c) 2024 Хмуд Аль-Дмур

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).