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:
Tweet
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
1082308
Indonesia
1
Ireland
1467
Lithuania
1
Malaysia
1
Singapore
1
Slovenia
1
Sweden
1
Ukraine
383668
United Kingdom
4704
United States
2164614
Unknown Country
1
Vietnam
242
Downloads
China
75120
France
1
Germany
22310
India
1
Indonesia
1
Ireland
1
Lithuania
1
South Korea
1
Switzerland
1
Ukraine
383669
United Kingdom
1
United States
2164618
Unknown Country
1
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.