Please use this identifier to cite or link to this item: https://essuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/82607
Or use following links to share this resource in social networks: Recommend this item
Title Simulation of Parameters of Coaxial Solar Cells Based on Si and InP Nanowires
Other Titles Моделювання параметрів коаксіальних сонячних елементів на основі нанодротів Si та InP
Authors Бурик, І.П.
Odnodvorets, Larysa Valentynivna  
Khyzhnia, Yaroslava Volodymyrivna  
ORCID http://orcid.org/0000-0002-8112-1933
http://orcid.org/0000-0001-8756-3460
Keywords нанодротовий сонячний елемент
моделювання
температурна залежність електричних параметрів
nanowire solar cell
simulation
temperature effects of electrical parameters
Type Article
Date of Issue 2021
URI https://essuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/82607
Publisher Sumy State University
License In Copyright
Citation І.P. Buryk, L.V. Odnodvorets, Ya.V. Khyzhnya, J. Nano- Electron. Phys. 13 No 1, 01012 (2021). DOI: https://doi.org/10.21272/jnep.13(1).01012
Abstract Перспективним напрямом подальшого розвитку фотовольтаїки вважається застосування фотоелектричних перетворювачів сонячної енергії з нанодротовими елементами. Поряд з цим значний інтерес до властивостей нанодротів Si, InP, GaAs та InGaN як елементів високоефективних фотоперетворювачів сформував новий напрям нанодротової фотовольтаїки. Найбільш актуальними є дослідження структурних, оптичних, електричних, температурних та інших характеристик напівпровідникових нанодротів. У роботі представлено результати числового моделювання коаксіальних p-i-n структур сонячних елементів на основі нанодротів Si та InP. Геометрія 3D структур, світлові та темнові вольт-амперні харакетристики були спроектовані з використанням інструментів Silvaco TCAD. В рамках дрейф-дифузійної моделі транспорту із статистикою Фермі-Дірака отримано допустимі значення електричних параметрів: напруги холостого ходу UOC, густини струму короткого замикання JSC, максимальної потужності Pm, фактора заповнення FF, фотоелектричної ефективності η та інших. Досліджено температурну залежність вольт-амперних характеристик та електричних параметрів. В інтервалі температур від 300 до 400 К визначено температурні коефіцієнти напруги холостого ходу, густини струму короткого замикання, фактора заповнення та ефективності для коаксіальних нандротових сонячних елементів на основі Si та InP. Зроблено висновок про високу термічну стійкість електричних параметрів для фотоелектричного перетворювача на основі InP, що характерно для прямозонних напівпровідників. Отримані результати чисельного моделювання мають добре узгодження з експериментальними даними та можуть бути застосовані для прогнозування властивостей нанодротових сонячних елементів.
The use of photovoltaic solar energy converters with nanowire solar cells is a promising direction for further development of photovoltaics. Along with this, significant interest in the properties of Si, InP, GaAs, InGaN nanowires as elements of high-efficiency photoconverters has formed a new direction of nanowire photovoltaics. The most relevant is the study of structural, optical, electrical, temperature and other characteristics of semiconductor nanowires. The paper presents the results of numerical simulation of coaxial p-i-n structures of solar cells based on Si and InP nanowires. The geometry of the 3D structures, light and dark current-voltage characteristics are designed using Silvaco TCAD tools. Within the framework of the drift-diffusion transport model with Fermi-Dirac statistics, the admissible values of the electrical parameters such as the open-circuit voltage UOC, short-circuit current density JSC, maximum power Pm, fill-factor FF, photovoltaic efficiency η and others are obtained. The temperature dependence of the current-voltage characteristics and electrical parameters is investigated. The temperature coefficients of the open-circuit voltage, short-circuit current density, fill-factor and efficiency for coaxial nanowire solar cells based on Si and InP are determined in the temperature range from 300 to 400 K. It is concluded that the thermal stability of the electrical parameters for InP-based photovoltaic converter is high, which is characteristic of direct band gap semiconductors. The obtained results of numerical simulation are in good agreement with the experimental data and can be used to predict the properties of nanowire solar cells.
Appears in Collections: Журнал нано- та електронної фізики (Journal of nano- and electronic physics)

Views

China China
1082308
Indonesia Indonesia
1
Ireland Ireland
1467
Lithuania Lithuania
1
Malaysia Malaysia
1
Singapore Singapore
1
Slovenia Slovenia
1
Sweden Sweden
1
Ukraine Ukraine
383668
United Kingdom United Kingdom
4704
United States United States
2164614
Unknown Country Unknown Country
1
Vietnam Vietnam
242

Downloads

China China
75120
France France
1
Germany Germany
22310
India India
1
Indonesia Indonesia
1
Ireland Ireland
1
Lithuania Lithuania
1
South Korea South Korea
1
Switzerland Switzerland
1
Ukraine Ukraine
383669
United Kingdom United Kingdom
1
United States United States
2164618
Unknown Country Unknown Country
1
Vietnam Vietnam
1

Files

File Size Format Downloads
Buryk_jnep_1_2021.pdf 397.07 kB Adobe PDF 2645727

Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.