Study of the Temperature Coefficient of the Main Photoelectric Parameters of Silicon Solar Cells with Various Nanoparticles

Abstract

Підвищення ефективності параметрів тонкоплівкових сонячних елементів є важливою задачею. Існує декілька методів покращення оптичних та електричних властивостей сонячних елементів на основі плівок кремнію. При впровадженні металевих наночастинок в плівку кремнію змінюються параметри сонячного елемента та їх температурні коефіцієнти. У роботі представлені результати дослідження впливу наночастинок Au, Ag, Pt, Ti, Co, Al і Cu на температурний коефіцієнт фотоелектричних параметрів тонкоплівкового сонячного елемента на основі кремнію, які були розраховані в температурному інтервалі від 250 до 350 К. Установлено, що напруга холостого ходу сонячного елемента з наночастинками Pt і Ti змінюється на 0,4 % при зміні температури на 1 К. Крім того, показано, що струм короткого замикання сонячного елемента з наночастинками Ag зростає в 6,3 рази.

It is significant to improve the photoelectric parameters of thin-film silicon-based solar cells. There are some methods to enhance the optical and electrical properties of thin-film silicon-based solar cells. One of them is to insert various metal nanoparticles into a thin-film solar cell. Nanoparticles have an effect on the photoelectric parameters, also on their temperature coefficients. In this work, the effect of Au, Ag, Pt, Ti, Co, Al, Cu nanoparticles on the temperature coefficient of the photoelectric parameters of a thin film silicon-based solar cell was studied. The calculations were performed for temperatures ranging from 250 to 350 K. In this research, it was found that the open-circuit voltage of a solar cell with Pt and Ti nanoparticles changes by 0.4 % when the temperature changes by 1 K. Besides, it was revealed that the short-circuit current of a solar cell with Ag nanoparticles has the greatest effect on the temperature coefficient, that is 6.3 times.