Аналіз характеристик I-V-T сонячних елементів на основі перовскіту CH3NH3PbBr3

Досліджено характеристики I-V-T сонячних елементів на основі перовскіту з використанням гібридного органічно-неорганічного галогеніду металу (CH3NH3PbBr3) як одного з компонентів матеріалу. Чисельне моделювання було виконано за допомогою програмного забезпечення SCAPS-1D для моделювання перовскітних сонячних елементів. Рівняння Пуассона та рівняння безперервності для сонячних елементів були використані за допомогою програми SCAPS-1D. У дослідженні представлено залежності густини струму від напруги, густини струму від температури, коефіцієнта корисної дії від густини дефектів, а також коефіцієнта корисної дії та коефіцієнта заповнення від температури сонячних елементів. З досліджень було отримано коефіцієнт корисної дії перовскітних сонячних елементів близько 27,5 % при робочій температурі 270 К. Густина струму для всіх температур є постійною і має значення, близьке до 25 мА/см2, для напруги живлення 1,125 В. Густина потужності лінійно зростає до максимуму 27,5 мВт/см2. Напруга холостого ходу і температура обернено пропорційні одна одній. Отримане значення коефіцієнта корисної дії становить 27,54 % при густині дефектів 1015 см – 3.The I-V-T characteristics of perovskite based solar cells using hybrid organic-inorganic metal halide (CH3NH3PbBr3) as one of the material components have been studied. A numerical simulation has been performed through Solar Cell Capacitance Simulator (SCAPS-1D) software to simulate the perovskite solar cells. Poisson equation and continuity equations for the solar cells have been employed using SCAPS-1D program. The variation of the current density with voltage, current density with temperature, efficiency with defect density, and efficiency and fill factor with rise in temperature of the solar cells has been presented in this study. From the investigations, the perovskite solar cell efficiency of the order of 27.5 % has been obtained at an operating temperature of 270 K. The current density for all temperatures is constant having a value close to 25 mA/cm2 until the supply voltage is 1.125 V. The power density increases linearly to a maximum of 27.5 mW/cm2. The open circuit voltage and temperature are inversely proportional to each other. The obtained efficiency is 27.54 % at a defect density of 1015 cm – 3

Роль плівок ППО у підвищенні ефективності сонячних елементів на основі гетеропереходів CdS/MoS2

Тонкоплівковий сонячний елемент є сонячним елементом другого покоління, який виготовляється шляхом нанесення одного або більше тонких шарів. Головною новизною даної роботи є вперше зроблений аналіз параметрів, що перешкоджають ефективності фотоелектричного пристрою на основі гетеропереходу CdS/MoS2. У роботі досліджено вплив прозорого провідного оксиду (ППО) з використанням тонкої плівки оксиду цинку ZnO або оксиду свинцю PbO на характеристики сонячних елементів гетеропереходу CdS/MoS2 (щільність струму короткого замикання JSC, напруга розімкнутого ланцюга VCO, потужність-напруга (P-V) і ємність-напруга (С-V)). Усі ці характеристики реалізовані в одновимірній програмі чисельного моделювання SCAPS. Отримані результати показують, що в результаті використання ППО, щільність струму короткого замикання JSC зменшується як функція прикладеної напруги для обох елементів. Незначне зниження щільності струму відбувається нижче 0.6 В і суттєве – вище цієї напруги. З іншого боку, щільність потужності зростає майже лінійно до максимуму ~ 3.83 і 3.29 мВт/см2 для ZnO і PbO TCO, відповідно. Зміна ємності з напругою аналогічна зміні щільності струму для обох конфігурацій, і було виявлено, що ефективність сонячних елементів з покриттям ZnO вище, ніж елементів, покритих PbO.Thin film solar cell is a second generation solar cell that is made by depositing one or more thin layers. Debutant analysis of the parameters impeding the efficiency of the CdS/MoS2 heterojunction based photovoltaic device is the chief novelty of the present report. In this work, we investigated the effect of Transparent Conductive Oxide (TCO) utilizing zinc oxide (ZnO) or lead oxide (PbO) antireflective thin film (ARC) on the characteristics of CdS/MoS2 heterojunction solar cell (short circuit current density Jsc, open circuit voltage VCO, power-voltage (P-V) and capacitance-voltage (С-V)). All these options are implemented in the one-dimensional numerical simulation program SCAPS. The results obtained show that as a result of the use of TCO, the short circuit current density Jsc decreases as a function of the applied voltage for both cells. The decrease in the current density is modest below 0.6 V and sharper above. On the other hand, the power density increases almost linearly to a maximum of ~ 3.83 and 3.29 mW/cm2 for ZnO and PbO TCO, respectively. The variation in the capacitance with the voltage is similar to the variation of the current density for both configurations and we found that the efficiency of ZnO coating solar cells is higher than of cells coated with PbO