Журнал нано- та електронної фізики (Journal of nano- and electronic physics)
Permanent URI for this collectionhttps://devessuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/197
Browse
5 results
Search Results
Item Study of Effect of Temperature on Lead Free Cesium-Based Double Perovskite Solar Cell by Using SCAPS-1D(Sumy State University, 2024) Das, S.; Narzary, S.; Chakraborty, K.; Paul, S.Проблеми стабільності перовскітних сонячних батарей на основі свинцю обмежили комерціалізацію. Подвійний перовскіт на основі цезію, що не містить свинцю, може стати життєздатною відповіддю на ці проблеми. Він демонструє вражаючі оптоелектронні властивості, високу екологічну стабільність і низьку токсичність. У цій роботі було вивчено теоретичний аналіз подвійного перовскітного сонячного елемента на основі цезію з використанням Spiro-OMeTAD як шару транспортування дірок і SnO2 як ETL. Подвійний перовскіт Cs2AgBiBr6 має хороші оптичні та електронні властивості. Для цього дослідження була змодельована структура пристрою FTO/SnO2/Cs2AgBiBr6/Spiro-OMeTAD/Cu. Симулятор ємності сонячних батарей (SCAPS-1D) використовувався для одновимірного моделювання та аналізу. Для дослідження використовувався оптимізований активний шар 0,3 мкм. PCE, Voc, Jsc і FF були отримані з використанням Spiro-OMeTAD як HTL і SnO2 як ETL. Максимальний PCE 10,6675% і максимальна квантова ефективність 86,17025% були знайдені при робочій температурі 275 K. Результати моделювання, отримані в цьому дослідженні, є обнадійливими. Він надасть глибокі вказівки щодо заміни зазвичай використовуваного токсичного перовскіту на основі Pb екологічно чистими, високоефективними неорганічними подвійними перовскітними сонячними елементами.Item Electron Transport Layer Material Optimization for Cs2AgBiBr6 Based Solar Cell Using SCAPS(Sumy State University, 2024) Das, S.; Kanakavalli, P.B.; Cheerla, S.; Narzary, S.; Gohain, P.P.; Chakraborty, K.; Paul, S.Проблеми з токсичністю та стабільністю перовскітних сонячних батарей на основі свинцю обмежили комерціалізацію. Подвійний перовскіт на основі цезію, що не містить свинцю, може стати життєздатною відповіддю на ці проблеми. У цій роботі проведено теоретичний аналіз подвійної перовскітної сонячної батареї на основі цезію з використанням Spiro-OMeTAD як шару для транспортування дірок і ефекту різних ETL, таких як SnO2, ZnO-NR, TiO2 і CdS. Було використано оптимізовану товщину активного шару 0,3 мкм і змодельовано структуру пристрою FTO/ETLs/Cs2AgBiBr6/Spiro-OMeTAD/Cu. Симулятор ємності сонячних батарей (SCAPS-1D) використовувався для одновимірного моделювання та аналізу. Максимальний PCE 5,62 % було знайдено з використанням SnO2 як ETL. Продуктивність пристрою була оптимізована шляхом використання різних ETL, і було виявлено, що найбільш підходящим ETL для цієї структури є SnO2. Максимальна квантова ефективність 86,09 % отримана для електроннотранспортного шару SnO2. Результати моделювання перспективні та дадуть глибокі вказівки щодо заміни токсичного перовскіту на основі свинцю екологічно чистими сонячними елементами з неорганічного перовскіту.Item The Hole Transport Layer Material Optimization for an Efficient Lead-Free Double Perovskite Cs2AgBiBr6 Based Solar Cell by Numerical Simulation(Sumy State University, 2022) Das, S.; Choudhury, M.G.; Paul, S.Безсвинцеві подвійні перовскіти нещодавно стали перспективним альтернативним матеріалом для застосування в сонячних елементах, демонструючи обнадійливі оптоелектронні властивості, високу екологічну стабільність і низьку токсичність. У статті повідомляється про вплив різних матеріалів транспортного шару дірок на фотоелектричні характеристики сонячних елементів на основі безсвинцевих подвійних перовскітів. Оптимізація транспортних шарів дірок (HTLs) здійснюється шляхом кореляції напруги холостого ходу (Voc) із вбудованим потенціалом (Vbi). Результати моделювання показали, що вище значення Vbi призвело до більшого значення Voc. Також встановлено, що для правильного вибору HTLs, EV_HTL (максимум валентної зони HTL) і φBC (робота виходу зворотного контакту) не повинні бути набагато глибшими, ніж EV_PVK (максимум валентної зони подвійного перовскітного шару), щоб уникнути втрат Vbi. У дослідженні було розроблено пристрій FTO/TiO2/Cs2AgBiBr6/HTLs/Cu, і його одновимірне моделювання та аналіз було проведено симулятором ємності сонячних елементів (SCAPS-1D). Для роботи використано активний шар 0,3 мкм. Ефективність перетворення фотоелектричної енергії (PCE), Voc, Jsc і FF були отримані за допомогою чисельного моделювання. Виявлено, що найбільш підходящим матеріалом транспортного шару дірок є Spiro-OMeTAD. Крім того, в оптимізованих умовах PCE приладу зросла до 3,75 %. Оптимізовані фотоелектричні характеристики пристрою такі: напруга холостого ходу Voc = 7,2412 В, густина струму короткого замикання Jsc = 8,02965 мА/см2 і коефіцієнт заповнення FF = 6.45 %. В цілому, обнадійливі результати моделювання, отримані в даному дослідженні, дадуть вказівки щодо заміни широко використовуваного канцерогенного перовскіту на основі Pb екологічно чистими, високоефективними неорганічними перовскітними сонячними елементами.Item Studies on Thickness and Internal Quantum Efficiency of Cs2AgBiBr6 Based Double Perovskite Material for Photovoltaic Application(Sumy State University, 2021) Das, S.; Chakraborty, K.; Choudhury, M.G.; Paul, S.Безсвинцеві подвійні перовскіти нещодавно стали перспективним альтернативним матеріалом для застосування в сонячних елементах. Вони мають обнадійливі оптоелектронні властивості, високу екологічну стабільність та низьку токсичність. Подвійний перовскіт, що має два різні катіони, є нетоксичною альтернативою. Подвійний перовскіт Cs2AgBiBr6 має гарні оптичні та електронні характеристики. Тому його застосовували для високоефективних оптоелектронних пристроїв. У статті мова йде про оптимізацію товщини активного шару подвійного перовскіту Cs2AgBiBr6 для фотоелектричних додатків. Для дослідження було розроблено пристрій FTO/TiO2/Cs2AgBiBr6/Spiro-OMeTAD/Cu. Симулятор ємності сонячних елементів (SCAPS-1D) використовували для одновимірного моделювання та аналізу. Для дослідження використовували активний шар товщиною 0,1-1 мкм, а значення PCE, Voc, Jsc та FF отримували за допомогою моделювання. Оптимальна товщина активного шару становить від 0,2 до 0,4 мкм. Максимальне значення PCE виявилося рівним 3,78 %. Ефективність сонячних елементів може бути покращена додатково шляхом оптимізації щільності дефектів активного шару. В подальшому також можна спостерігати ефекти товщини шарів ETL та HTL для покращення PCE. Загалом, обнадійливі результати моделювання, отримані в дослідженні, нададуть корисні рекомендації щодо заміни часто використовуваного шкідливого перовскіта на основі свинцю екологічно чистим, високоефективним неорганічним перовскітним сонячним елементом.Item Impact of Absorbing Layer Band Gap and Light Illumination on the Device Performance of a Single Halide Cs2TiX6 Based PSC(Sumy State University, 2021) Chakraborty, K.; Paul, S.; Mukherjee, U.; Das, S.Комплексне дослідження впливу ширини забороненої зони активного шару та освітленості на продуктивність пристрою було проведено для перовскітного сонячного елемента (PSC) на основі FTO/TiO2/Cs2TiX6/CuSCN/Ag з використанням одновимірного симулятора ємності сонячних елементів (SCAPS-1D). Сучасна стратегія проектування пристрою для оптимізації струму короткого замикання (JSC, мА/см2), ефективності перетворення енергії (PCE, %) за рахунок зміни ширини забороненої зони поглинаючого шару та спектру освітленості була досліджена при оптимальних значеннях товщини, температури пристрою і щільності дефектів. Величини різних параметрів, використаних при моделюванні пристрою, було взято з попередньої роботи. Дане дослідження виявило, що для пристрою на основі поглинаючих шарів Cs2TiBr6 та Cs2TiF6 максимальне значення PCE спостерігається при ширині забороненої зони 1,80 еВ, тоді як для пристрою PSC на основі поглинаючих шарів Cs2TiI6 та Cs2TiCl6 максимальне значення PCE досягнуто при ширині забороненої зони 1,60 еВ. З іншого боку, оптимальне значення PCE можна досягти при освітленні з довжиною хвилі 400 нм для PSC на основі поглинаючих шарів Cs2TiBr6, Cs2TiI6 та Cs2TiF6. Для пристрою PSC на основі поглинаючого шару Cs2TiCl6 зафіксовано максимальне значення PCE при довжині хвилі 450 нм і різному освітленні.