Порівняння впливу ZnO та TiO2 на характеристики перовскітних сонячних елементів за допомогою програмного пакету SCAPS-1D

У пошуках високоефективного та недорогого матеріалу для фотоелектричних пристроїв четвертого покоління органічно-неорганічні гібридні перовскітні сонячні елементи набувають популярності як новий поглинач. Зараз досліджуються два типи архітектури твердотільних перовскітних пристроїв. Це мезопористі і плоскі гетеропереходи. Обидві структури складаються з п'яти шарів: прозорого провідного оксиду, матеріалу для переносу електронів, активного шару перовскіту, матеріалу для переносу дірок, і зворотного контакту. У роботі за допомогою одновимірного симулятора ємності сонячних елементів (SCAPS-1D) моделюються ключові характеристики перовскітних сонячних елементів з оксидом цинку (ZnO) та діоксидом титану (TiO2) як матеріалом для переносу електронів. TiO2 є найбільш часто використовуваним матеріалом в перовскітних сонячних елементах, але для його осадження потрібна висока температура, яка обмежує промислову обробку пристроїв. ZnO широко використовується в напівпровідниковій промисловості і вважається альтернативою TiO2 завдяки відмінному переносу електронів. Дослідження за допомогою моделювання зосереджені на товщині, довжині дифузії носіїв та енергії забороненої зони шару поглинача, які впливають на фотоелектричні властивості пристроїв на сонячних елементах. Також досліджується вплив робочої температури. Згідно з результатами, використання ZnO як матеріалу для переносу електронів покращує ефективність сонячних елементів порівняно з TiO2. Завдяки нижній межі зони провідності, яка полегшує перенос фотогенерованих електронів у перовскітному сонячному елементі, найкраща ефективність, отримана від структури з використанням шару ZnO, становить 25,40 % при температурі навколишнього середовища. Результати моделювання показують, що товщина поглинача 500 нм підходить для досягнення високої ефективності пристроїв.In the quest for a highly efficient and low-cost material for fourth-generation photovoltaic devices, organic-inorganic hybrid perovskite solar cells are gaining popularity as a new absorber. Currently, two types of solid-state perovskite device architecture are being researched. These are mesoporous and planar heterojunctions. Both structures are made up of five layers: transparent conductive oxide, electron transport material, perovskite active layer, hole transporting material, and back contact. In this work, the key characteristics of perovskite solar cells with zinc oxide (ZnO) and titanium dioxide (TiO2) as electron transport material are simulated using the one-dimensional Solar Cell Capacitance Simulator (SCAPS1D). TiO2 is the most commonly used material in perovskite solar cells, but its deposition requires high temperature, which limits the commercial processing of flexible devices. ZnO is widely used in the semiconductor industry and is considered an alternative to TiO2 due to its excellent electron transport. Simulation studies focus on the thickness, carrier diffusion length, and band gap energy of the absorber layer, which affect the photovoltaic properties of solar cell devices. The effect of working temperature is also examined. According to the findings, the use of ZnO as an electron transport material improves the cell efficiency compared to TiO2. Because of the lower edge of the conduction band, which facilitates the transport of photogenerated electrons in a perovskite solar cell, the best efficiency got from a structure using ZnO layer is 25.40 % at ambient temperature. The simulation results show that an absorber thickness of 500 nm is appropriate for achieving high efficiency

Sequencing of DISC1 pathway genes reveals increased burden of rare missense variants in schizophrenia patients from a northern Swedish population.

peer reviewedIn recent years, DISC1 has emerged as one of the most credible and best supported candidate genes for schizophrenia and related neuropsychiatric disorders. Furthermore, increasing evidence--both genetic and functional--indicates that many of its protein interaction partners are also involved in the development of these diseases. In this study, we applied a pooled sample 454 sequencing strategy, to explore the contribution of genetic variation in DISC1 and 10 of its interaction partners (ATF5, Grb2, FEZ1, LIS-1, PDE4B, NDE1, NDEL1, TRAF3IP1, YWHAE, and ZNF365) to schizophrenia susceptibility in an isolated northern Swedish population. Mutation burden analysis of the identified variants in a population of 486 SZ patients and 514 control individuals, revealed that non-synonymous rare variants with a MAF<0.01 were significantly more present in patients compared to controls (8.64% versus 4.7%, P = 0.018), providing further evidence for the involvement of DISC1 and some of its interaction partners in psychiatric disorders. This increased burden of rare missense variants was even more striking in a subgroup of early onset patients (12.9% versus 4.7%, P = 0.0004), highlighting the importance of studying subgroups of patients and identifying endophenotypes. Upon investigation of the potential functional effects associated with the identified missense variants, we found that approximately 90% of these variants reside in intrinsically disordered protein regions. The observed increase in mutation burden in patients provides further support for the role of the DISC1 pathway in schizophrenia. Furthermore, this study presents the first evidence supporting the involvement of mutations within intrinsically disordered protein regions in the pathogenesis of psychiatric disorders. As many important biological functions depend directly on the disordered state, alteration of this disorder in key pathways may represent an intriguing new disease mechanism for schizophrenia and related neuropsychiatric diseases. Further research into this unexplored domain will be required to elucidate the role of the identified variants in schizophrenia etiology