Журнал нано- та електронної фізики (Journal of nano- and electronic physics)
Permanent URI for this collectionhttps://devessuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/197
Browse
11 results
Search Results
Item Enhancement of Performance of a-Si:H Solar Cells by Introducing a p-nc-SiOx:H Nanostructure Buffer Layer(Sumy State University, 2020) Belfar, A.; Garcia-Loureiro, A.J.У роботі вивчено сонячні елементи n-i-p на основі гідрогенізованого аморфного кремнію (a-Si:H) за допомогою одновимірного коду AMPS-1D (Аналіз мікроелектронних та фотонних структур). Проаналізовано ефект введення p-шару на основі гідрогенізованого нанокристалічного оксиду кремнію (p-ncSiOx:H) у якості буферного шару на інтерфейсі i/p замість i-шару на основі гідрогенізованого аморфного карбіду кремнію (i-a-SiC:H). Встановлено, що включення буферного шару p-nc-SiOx:H на інтерфейсі i/p зменшує смугу невідповідності між шаром поглинача i-a-Si:H та шаром вікна p+-nc-SiOx:H і мінімізує густину дефектів поблизу інтерфейсу. Отримано також, що спектральний відгук сонячного елементу покращився в діапазоні довжин хвиль від 0,48 до 0,7 мкм при використанні подвійних буферних p-шарів pnc-SiOx:H window/p-nc-SiOx:H. Отже, отримано покращену продуктивність вихідних сонячних елементів із буферним шаром p-nc-SiOx:H. У цьому випадку струм короткого замикання (Jsc) збільшується з 10,18 мА/см2 з буферним шаром i-a-SiC:H до 13,44 мА/см2 з буферним шаром p-nc-SiOx:H, напруга холостого ходу (VOC) покращується від 930 мВ до 941 мВ, а коефіцієнт заповнення (FF) збільшується з 74,2 % до 76,5 %. Як наслідок, коефіцієнт корисної дії зростає з 7,03 % до 9,67 %.Item Planar Defects Impact on Non-fundamental Efficiency Losses in mc-Si Solar Cells(Sumy State University, 2019) Prykhodko, A.V.Двовимірні дефекти можуть істотно обмежити ефективність сонячних елементів із мультикристалічного кремнію (mc-Si) з багатьох причин. Вивчено вплив границь зерен, двійників і дефектів пакування на втрати фактору заповнення в сонячних елементах із mc-Si. Ніяких явних залежностей паразитних опорів і часу життя неосновних носіїв від наявності двовимірних дефектів не було виявлено. Розглянуто механізм, обумовлений взаємодією Сузукі дефектів укладки з деякими металевими фоновими домішками, що призводить до збільшення рекомбінаційної складової струму насичення p-n переходу. Можливості корисного управління виникненням і властивостями дефектів пакування при кристалізації злитку та його розрізанні на пластини було обговорено. Не спостерігалося впливу меж зерен, двійників та дефектів пакування на втрати ефективності сонячних елементів через паразитні омічні опори. Крім візуально спостережуваних меж зерна і двійників, виявлені кластери деформаційних дефектів пакування, які здатні накопичувати рекомбінаційні домішки. Коли кути між площинами дефектів пакування і p-n переходом малі, то більша частина збідненого шару зайнята ними, а рекомбінаційна складова струму насичення істотно зростає, що призводить до підвищення втрат ефективності.Item The Simultaneous Impacts of the p nc-SiOx:H Window Layer Band Gap and the Back Reflection on the Performances of a-Si:H Based Solar Cells(Sumy State University, 2019) Abbas, Belfar; Mohammed, Belmekki; Ferroudja, Hammour; Hocine, Ait-KaciУ роботі представлені результати чисельного моделювання одночасного впливу ширини забороненої зони віконного шару p-nc-SiOx:H (Eg) і зворотного відбиття (RB) на фотогальванічні характеристики сонячних елементів з гідрогенізованого аморфного кремнію (a-Si:H). Для моделювання ми використали код AMPS-1D (одномірний аналіз мікроелектронних і фотонних структур). Моделювання проводилося на двох конфігураціях досліджуваного елементу, одна без заднього відбивача (RB = 0), а інша із заднім відбивачем (RB = 0.8). Результати моделювання показали, що найкращі вихідні параметри елементу були отримані у випадку структури з заднім відбивачем і коли значення ширини забороненої зони р-вікна лежить в діапазоні від 2.05 еВ до 2.10 еВ. З одного боку, значення розривів на зонній діаграмі рівнів зони провідності ΔEC1 and ΔEC2 і рівнів валентної зони ΔEV1 (межа поділу між віконним шаром і буферним шаром) і ΔEV2 (межа поділу між буферним шаром і активним шаром) досліджені для кращого розуміння варіацій ефективності (Eff) як функції Eg віконного шару. З іншого боку, отримано, що спектральна характеристика (SR) дуже чутлива до коливань ширини забороненої зони віконного шару в діапазоні довжин хвиль від 0.35 до 0.55 мкм для обох випадків. Проте спектральна характеристика зменшується зі збільшенням Eg. Нарешті, спектральна характеристика сонячних елементів покращилася в діапазоні довжин хвиль від 0.55 до 0.7 мкм, а найкраще значення ефективності Eff = 11.43 % було отримано у випадку структури з заднім відбивачем.Item Effect of Electron Transporting Layer on Power Conversion Efficiency of Perovskite-Based Solar Cell: Comparative Study(Sumy State University, 2019) Hima, A.; Lakhdar, N.; Saadoune, A.Recently, photovoltaic energy is growing up rapidly especially in solar cell fabrication. Perovskitebased solar cell technology has been focus of interest from photovoltaic technologies due to its high power conversion efficiency and low processing cost comparing by others. The first step in solar cell fabrication is the simulation, which gives an idea about effect of different parameters on power conversion efficiently with less efforts and costs. There are a lot of software that are used in solar cell simulations, such as GPVDM, SCAPS and Silvaco Atlas. Therefore, several structures are used in perovskite-based solar cells, such as n-i-p, p-i-n, n-p-p and p-p-n. Our study is focused on n-i-p structure. For the present paper we used Silvaco Atlas software because it contains a lot of physical and recombination models based on solving the Poisson partial differential equation and carrier continuity. Moreover, this paper shows numerical simulations of planar heterojunction solar cell structures that have the following layers: hole transporting layer (HTL) / perovskite absorber layer (PVK) / electron transporting layer (ETL). However, different layer materials of ETL are used, namely cadmium sulfide (CdS) and zink oxide (ZnO) in order to study the behavior of solar cells based on perovskite (CH3NH3PbI3). This latter material used in this paper's simulation belongs to organic/inorganic type. The obtained results show that the solar cell structure based on CdS exhibits a better performance in term of power conversion efficiency (PCE) compared to that based on ZnO when using the same layer thickness.Item Investigation of Absorber Layer Thickness Effect on CIGS Solar Cell in Different Cases of Buffer Layers(Sumy State University, 2018) Benslimane, Hassane; Dennai, BenmoussaThis study investigates the interplay between the absorber layer of Cu(In,Ga)Se2 solar cells and the buffer layer of these devices. Cu(In,Ga)Se2 devices with absorbers of different thicknesses and different buffer layers are simulated. We found that the reduction in thickness of the CIGS cell leads to decrease shortcircuit current, it is the main cause of degradation photovoltaic conversion efficiency. It has been found that substitution of the CdS buffer layer by other materials such as ZnS can limit this performance degradation.Item Effect of Intrinsic Layer Thickness on PIN Structure for Tandem Solar Cell Based on Indium Gallium Nitride Using AMPS -1D(Sumy State University, 2018) Souilah, O.; Benzair, A.; Dennai, B.; Khachab, H.In this work we have studied The effect of thickness of the intrinsic layer in the PIN structure of InGaN tandem solar cells such as photo generation rate, efficiency and recombination rate through the cells. Improvement around of 13 % of PIN tandem solar cell over PN tandem solar cell is observed for low doping concentration (NA = 1016 cm – 3; ND = 1018 cm – 3) and surface recombination (103cm/s). The photo-generated shortcircuit current density (Jsc) and the open-circuit voltage (Voc) of structures under AM 1,5G (one sun) illumination, are simulated for different thickness of intrinsic layer varying from 50 nm to 350 nm.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 Гнучкі сонячні елементи на основі базових шарів СdТe, отриманих методом магнетроного розпилення(Сумський державний університет, 2017) Хрипунов, Г.С.; Копач, Г.І.; Зайцев, Г.І.; Доброжан, А.І.; Харченко, М.М.Досліджено кристалічну структуру та оптичні властивості полікристалічних шарів CdTe, отрима- них методом нереактивного магнетронного розпилення при постійному струмі на поліімідних плівках. В результаті аналітичної обробки світлових вольт-амперних характеристик отримані значення вихідних параметрів гнучких тонкоплівкових сонячних елементів на їх основі. Показано, що проведення «хлоридної» обробки шарів CdTe, отриманих при Тп < 300 ℃, сприяє фазовому переходу в’юртцит-сфалерит та знижує коефіцієнт пропускання плівок на 20-40 % в інфрачервоній області спектру, не змінюючи значення ширини забороненої зони CdTe. Охолодження гетеросистеми ITO/CdS до кімнатної температури перед нанесенням базового шару CdTe, винесення на повітря та послідуючий нагрів до необхідної температури підкладки у вакуумі призводять до зростання значень напруги холостого ходу та коефіцієнту корисної дії досліджених гнучких сонячних елементів ITO/CdS/CdTe/Cu/Au.Item Моделювання електричних характеристик сонячного елемента на основі кремнію(Видавництво СумДУ, 2011) Хрипко, С.Л.; Жолуєв, Г.К.Item Simulation study of effects, operating temperature and layer thickness on thin film cigs solar cell performance(Видавництво СумДУ, 2011) Погребняк, Олександр Дмитрович; Погребняк, Александр Дмитриевич; Pohrebniak, Oleksandr Dmytrovych; Muhammed, A.K.M.SCAPS- program is designed basically for the simulation and studying the properties of photonic devices. We explored the important controllable design parameters affecting the performance of the hetero junction solar cells, as operating temperature that we noticed increasing in J-V characteristics by increasing T. The effect of thickness of each layer on the performance of the cell was studied, an increasing of J-V characteristics with increasing p-layer. In the numerical example, 3 m absorber layer and CdS layer 0.05 m, ZnO layer 0.1 m, works the best for given doping density, if we change the optimum value, the efficiency can reach to 17.72 % with FF 83.88 %, Voc 0.725 Volt, Jsc 29.07 mA/cm2 at 300 K, in this case, we have come out the optimum parameters to achieve the best performance of this type of cell, and then to made comparison with practical CIGS cell. When you are citing the document, use the following link http://essuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/23055