Журнал нано- та електронної фізики (Journal of nano- and electronic physics)
Permanent URI for this collectionhttps://devessuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/197
Browse
33 results
Search Results
Item Efficiency Modeling of Solar Cells Based on the n-Zn1-xMgxO / p-SnS Heterojunction(Sumy State University, 2019) Д`яченко, Олексій Вікторович; Дьяченко, Алексей Викторович; Diachenko, Oleksii Viktorovych; Доброжан, Олександр Анатолійович; Доброжан, Александр Анатольевич; Dobrozhan, Oleksandr Anatoliiovych; Опанасюк, Анатолій Сергійович; Опанасюк, Анатолий Сергеевич; Opanasiuk, Anatolii Serhiiovych; Курбатов, Денис Ігорович; Курбатов, Денис Игоревич; Kurbatov, Denys Ihorovych; Гриненко, Віталій Вікторович; Гриненко, Виталий Викторович; Hrynenko, Vitalii Viktorovych; Plotnikov, S.V.Визначено рекомбінаційні та оптичні втрати в допоміжних і поглинаючому шарах фотоелектричних перетворювачів сонячної енергії на основі гетеропереходу (ГП) n-MgxZn1-xO/p-SnS (x = 0; 0.3; 1) із струмознімальними прозорими фронтальними контактами AZnO та ITO. Отримані спектральні залежності коефіцієнту пропускання світла сонячними елементами (СЕ), враховуючи відбиття світла від меж поділу контактуючих шарів матеріалів, а також його поглинання в допоміжних шарах приладів. Визначено квантовий вихід досліджуваних структур фотоперетворювачів. Досліджено вплив рекомбінаційних і оптичних втрат в СЕ з конструкцією ITO(AZnO)/MgxZn1-xO/SnS на струм короткого замикання за різної товщини віконного шару MgxZn1-xO (25-400 нм) та сталій товщині струмознімальних шарів AZnO і ITO (100-200 нм). Розраховано ККД структур для випадку напруги холостого ходу Uхх знайденої з енергетичних діаграм переходів та взятої з літературних даних. Встановлено, що в першому випадку СЕ можуть мати ефективність, яка зростає при збільшенні вмісту Mg в твердому розчині від 4.91 % (ГП ZnO/SnS) до 10.8 % (ГП MgO/SnS). У другому випадку найбільші значення ефективності (ƞ = 11.62 %) мають СЕ на основі ГП ZnO/SnS зі струмопровідним контактом AZnO. Прилади на основі ГП Mg0.3Zn0.7O/SnS та MgO/SnS, показують значення ККД 5.97 % та 5.84 % відповідно. Матеріал верхнього струмопровідного контакту слабко впливає на ефективність СЕ. Одержані результати дають змогу визначити максимальне значення ефективності розглянутих СЕ з урахуванням рекомбінаційних та оптичних втрат в шарах фотоперетворювачів та провести оптимізацію параметрів реальних приладів з метою досягнення цих значень ККД.Item Study of the Structural and Optical Properties of Dy Doped CdS Thin Films Deposited by Close-spaced Vacuum Sublimation(Sumy State University, 2018) Єрьоменко, Юрій Сергійович; Еременко, Юрий Сергеевич; Yeromenko, Yurii Serhiiovych; Курбатов, Денис Ігорович; Курбатов, Денис Игоревич; Kurbatov, Denys Ihorovych; Опанасюк, Анатолій Сергійович; Опанасюк, Анатолий Сергеевич; Opanasiuk, Anatolii Serhiiovych; Bukivskij, P.M.; Furier, M.S.; Bukivskii, A.P.; Gnatenko, Yu.P.; Гнатенко Ю.П.; Буківський П.М.; Фур'єр М.С.In this work we deposited CdS:Dy thin films using a close-spaced vacuum sublimation method at different temperatures (Ts) of the glass substrate. The XRD analysis reveals that the obtained films only correspond to a single wurtzite phase. The microstress level in Dy doped CdS films decreases compared with undoped films. The results of the pole density calculations show that at Ts (573-673) K the [002] crystallographic direction corresponds to the main axial growth texture. The intrinsic defects in the investigated films were studied based on the low temperature photoluminescence measurements. It was shown that the CdS:Dy thin films are sufficiently stoichiometric. Analysis of the free exciton reflection spectra indicates that the polarization of the bands corresponds to the optical c-axis perpendicular to the substrate surface. The optical transmittance of CdS:Dy thin films in the range of transparency (600-800 nm) at room temperature exceeded 80 %. Based on the obtained results, it is concluded that the CdS:Dy thin films are excellent crystalline and optical quality and may be increase the efficiency their photovoltaic applications.Item Numerical Simulation of SnS-Based Solar Cells(Sumy State University, 2018) Ivashchenko, M.M.; Buryk, I.P.; Kuzmin, D.V.; Опанасюк, Анатолій Сергійович; Опанасюк, Анатолий Сергеевич; Opanasiuk, Anatolii SerhiiovychIn this paper it was carried out the numerical simulation of the main working parameters (light current- voltage curves, quantum yield spectral distributions) of SnS-based (SnS/SnS2/ITO, SnS/ZnS/ITO) solar cells (SCs) using the SCAPS-3102 simulation package. Using the basis input simulation parameters such as wide band gap Eg,, layers thicknesses d, electron affinities х, etc. there were estimated the next SCs characteristics: open-circuit voltages UOC, short-circuit current densities JSC, fill-factors FF and their efficiencies ᶯ . These data allows us to estimate the optimal constructive parameters of simulated SCs.Item Purification of the Cd(Mn)Te For X-ray Detector Crystals by Special Annealing(Sumy State University, 2017) Zakharuk, Z.; Dremlyuzhenko, S.; Solodin, S.; Nykonyuk, E.; Rudyk, B.; Kopach, O.; Опанасюк, Анатолій Сергійович; Опанасюк, Анатолий Сергеевич; Opanasiuk, Anatolii Serhiiovych; Fochuk, P.To purify Cd0,95Mn0,05Te ingots a modified travelling heater method (called «dry zone») was applied. Even one pass of the zone decreased essentially Te inclusions (size and density) in the ingot. The p-type conductivity and others electrical characteristics of the material almost didn’t change, however the concentration of shallow (εА ≈ 0.05 еV) acceptors reduced and the compensation degree of deeper acceptors (εА ≈ 0.17 еV) increased. Such transformation of a defect-impurity system was manifested in decreasing of the ionized centers’ concentration and in reducing of impurities absorption coefficients both at 0.1-0.5 eV and near the edge of fundamental band.Item Thermoelectric Properties of the Colloidal Bi2S3-Based Nanocomposites(Sumy State University, 2017) Доброжан, Олександр Анатолійович; Доброжан, Александр Анатольевич; Dobrozhan, Oleksandr Anatoliiovych; Опанасюк, Анатолій Сергійович; Опанасюк, Анатолий Сергеевич; Opanasiuk, Anatolii Serhiiovych; Курбатов, Денис Ігорович; Курбатов, Денис Игоревич; Kurbatov, Denys Ihorovych; Trivedi, U.B.; Panchal, C.J.; Priya, Suryavanshi; Kheraj, V.A.In this work we present the proof of the concept of the novel strategy to improve the thermoelectric properties of Bi2S3 based nanostructured bulk materials by blending the metallic nanoinclusions with the semiconductor nanoparticles forming the nanocomposites (NCts). The obtained NCts were composed of Bi2S3 nanorods (length – 100 nm and width – 10 nm) and Ag nanoparticles (diameter – 2-3 nm) synthesized by the colloidal method. The morphology, phase and chemical composition, electrical conductivity and Seebeck coefficient of NCts were investigated by using transmission electron microscopy (TEM), X-ray diffraction, energy dispersive X-ray analysis (EDAX), 4-point probes method and static dc-method. This strategy is the perspective way to improve the conversion efficiency of others thermoelectric materials.Item The Performance Optimization of Thin-Film Solar Converters Based on n-ZnMgO / p-CuO Heterojunctions(Sumy State University, 2017) Д`яченко, Олексій Вікторович; Дьяченко, Алексей Викторович; Diachenko, Oleksii Viktorovych; Опанасюк, Анатолій Сергійович; Опанасюк, Анатолий Сергеевич; Opanasiuk, Anatolii Serhiiovych; Курбатов, Денис Ігорович; Курбатов, Денис Игоревич; Kurbatov, Denys Ihorovych; Patel, P.B.; Panchal, C.J.; Priya, Suryavanshi; Kheraj, V.A.In this paper, we present the results of the calculations of optical losses in the solar cells layers based on heterojunction n-ZnMgO / p-CuO with ZnO and ITO frontal contacts. The calculations were carried out taking into account a light absorption in the auxiliary layers of the device. As a result, the spectral dependencies of transmittance Т(λ) in the absorber layer of solar cell were defined. It is made possible to optimize the design of the solar cells based on such heterojunctions.Item Thickness-dependent Electrochromic Properties of Amorphous Tungsten Trioxide Thin Films(Sumy State University, 2017) Patel, K.J.; Bhatt, G.G.; Patel, S.S.; Desai, R.R.; Ray, J.R.; Panchal, C.J.; Priya, Suryavanshi; Kheraj, V.A.; Опанасюк, Анатолій Сергійович; Опанасюк, Анатолий Сергеевич; Opanasiuk, Anatolii SerhiiovychTungsten Trioxide (WO3) thin films were grown by thermal evaporation method to study the effect of film’s thickness on its electrochromic (EC) properties. The WO3 thin films of different thicknesses were grown on Indium Tin Oxide (ITO) coated glass and soda lime (bare) glass substrate held at room temperature. The surface composition of the thin films was investigated using X-ray photoelectron spectroscopy measurement, which showed the oxygen to tungsten atomic composition ratio to be nearly 2.97. The EC properties of the thin films were examined using electrochemical techniques. Cyclic-voltammetery shows the diffusion coefficient (D) of the intercalated H+ ion in the WO3 thin film increases with the film’s thickness. It turns out that the ‘thicker’ film exhibits better coloration efficiency (CE) as compared to the ‘thinner’ film. The coloration time was found to be independent of film thickness; however, the bleaching time increases as the film thickness increases.Item Numerical Simulation of Tin Based Perovskite Solar Cell: Effects of Absorber Parameters and Hole Transport Materials(Sumy State University, 2017) Aditi, Toshniwal; Akshay, Jariwala; Vipul, Kheraj; Опанасюк, Анатолій Сергійович; Опанасюк, Анатолий Сергеевич; Opanasiuk, Anatolii Serhiiovych; Panchal, C.J.The organometal perovskite solar cells have shown stupendous development and have reached a power conversion efficiency (PCE) of 22.1%. However, the toxicity of lead in perovskite solar cells is a major challenge towards their incorporation into photovoltaic devices and thus needs to be addressed. Tin perovskite (CH3NH3SnI3) have attracted a lot of attention recently and could be a viable alternative material to replace lead perovskite in thin film solar cells. A detail understanding of effects of each component of a solar cell on its output performance is needed to further develop the technology. In this work, we performed a numerical simulation of a planar heterojunction tin based perovskite solar cell using SCAPS (Solar Cell Capacitance Simulator). Results revealed that thickness and defect density of the absorber material strongly influence the PCE of the device. Various types of hole transporting material (HTM) were compared and analysed to improve the performance of the solar cell. Parameters such as hole mobility and acceptor density of HTM also signified dependence on PCE of the device. These results indicate the possibility to design, fabricate and enhance the performance of tin based perovskite solar cells.Item Структурні та оптичні властивості плівок Cu2ZnSnS4, отриманих методом пульсуючого спрей-піролізу(Сумський державний університет, 2017) Доброжан, Олександр Анатолійович; Доброжан, Александр Анатольевич; Dobrozhan, Oleksandr Anatoliiovych; Лобода, Валерій Борисович; Лобода, Валерий Борисович; Loboda, Valerii Borysovych; Знаменщиков, Ярослав Володимирович; Знаменщиков, Ярослав Владимирович; Znamenshchykov, Yaroslav Volodymyrovych; Опанасюк, Анатолій Сергійович; Опанасюк, Анатолий Сергеевич; Opanasiuk, Anatolii Serhiiovych; Чеонг, Х.В роботі методами рентгенодифрактометрії, скануючої електронної мікроскопії (СЕМ), енергодиспер- сійної рентгенівської, раманівської та оптичної спектроскопії досліджені плівки Cu2ZnSnS4, отримані ме- тодом пульсуючого спрей-піролізу при Ts = 673 К з прекурсору, що містить CuCl2∙2H2O, ZnCl2, SnCl2∙2H2O, NH2CHNH2. Показано, що стехіометрію, структурні та оптичні характеристики плівок мож- на змінювати в широких межах, змінюючи об’єм розпиленого прекурсора. Зразки нанесені в оптималь- них умовах мали практично однофазну кестеритну структуру, стехіометрію та ширину оптичної заборо- неної зони близькі до оптимальних для отримання високих значень ККД сонячних елементів.Item Optical Properties of Pure and Eu Doped ZnSe Films Deposited by CSVS Technique(Sumy State University, 2017) Іващенко, Максим Миколайович; Опанасюк, Анатолій Сергійович; Ivashchenko, Maksym Mykolaiovych; Опанасюк, Анатолий Сергеевич; Иващенко, Максим Николаевич; Opanasiuk, Anatolii Serhiiovych; Бурик, Іван Петрович; Бурик, Иван Петрович; Buryk, Ivan Petrovych; Lutsenko, V.A.; Shevchenko, A.V.Pure (ZnSe) and europium doped (ZnSe:Eu) zinc selenide films were evaporated onto glass substrates using the close-spaced vacuum sublimation (CSVS) technique at different deposition conditions (substrate temperature). The fundamental optical parameters such as optical density, extinction coefficient, refraction index, real and imaginary parts of optical dielectric constant, band gap were evaluated in transparent region of transmittance and absorbance spectrum. Optical spectroscopy analysis shown that in both cases deposited films had a high level of transmittance values (55-65 % for ZnSe films and 80-90 % for ZnSe:Eu films). Moreover, evaluated values of the films optical band gap were in the range of Eg = (2.63-2.69) eV for ZnSe films and Eg = (2.77-2.81) eV for ZnSe:Eu for films with increasing of the films substrate temperature. Fourier-transformed infra-red (FTIR) analysis of deposited ZnSe and ZnSe:Eu films shown that all investigated samples are well-crystalline and identified vibrations are typical for II-VI semiconductors.