Моделювання процесів рекомбінації в напівпровідникових сполуках

Abstract

Об’єктом дослідження дипломної роботи є моделювання процесів рекомбінації та інших характеристик фотоелектричних перетворювачів. Мета роботи полягає у знаходженні напруги холостого ходу та коефіцієнта корисної дії (ККД). При виконанні роботи використовувалася програма SCAPS 3307 Визначені напруга холостого ходу UOC, густина струму короткого замикання JSC, фактор заповнення FF, коефіцієнт корисної дії приладу в залежності від його конструктивних особливостей (товщини віконного, поглинального та приконтактного шарів) та робочої температури. Встановлені параметри СЕ з максимальною ефективністю. Одним із шляхів подолання глобальної енергетичної кризи є масове використання наземних фотоелектричних перетворювачів (ФЕП) сонячної енергії. На даний час найпоширенішими сонячними елементами (СЕ), що використовуються, є такі, які базуються на кремнієвих технологіях. Альтернативою їм є тонкоплівкові гетероперехідні ФЕП на основі прямо зонних напівпровідників. Тонкі плівкові фотоелектричні батареї досягли комерційної зрілості та надзвичайно високої ефективності, що робить їх конкурентоспроможними навіть за допомогою дешевих китайських кристалічних кремнієвих модулів. Однак деякі проблеми (пов'язані з наявністю токсичних та / або рідкісних елементів) все ще обмежують їх ринкову дифузію. З цієї причини були введені нові тонкоплівкові матеріали, такі як Cu2ZnSnS4. Дослідження так званих фотоелектричних елементів "наступного покоління" зосереджені на розробці економних, чистих джерел енергії. Одними з найбільш досліджених архітектур є сенсибілізовані, сенсибілізовані фотоелектричні елементи органічні та напівпровідникові матеріали. Незважаючи на отримані обнадійливі результати, все ще існують численні перешкоди, такі як відсутність довготривалої стабільності фотоелектричних елементів, неефективне завантаження барвників або квантових точок (КТ) як сенсибілізаторів, втрати носіїв за допомогою процесів хаотичної рекомбінації, неефективне вирівнювання смуги між матеріалами, і т. д., які потребують рішення для створення високоефективних, стабілізованих та дешевих фотоелектричних пристроїв.