Nanosystems: Phys. Chem. Math., 2024, 15 (1), 135–146
Simulation and evaluation of perovskite solar cells utilizing various electron transport layers
R.K. Shukla – Physics Department, Lucknow University, Lucknow-226007, India
Anchal Srivastava – Physics Department, Lucknow University, Lucknow-226007, India
Shikha Rani – Physics Department, Lucknow University, Lucknow-226007, India
Nidhi Singh – Physics Department, Lucknow University, Lucknow-226007, India
Vishnu Kumar Dwivedi – Physics Department, Lucknow University, Lucknow-226007, India
Sharda Pandey – Physics Department, Lucknow University, Lucknow-226007, India
Navina Wadhwani – Physics Department, Lucknow University, Lucknow-226007, India
Corresponding author: Navina Wadhwani, navinawadhwani@gmail.com
DOI 10.17586/2220-8054-2024-15-1-135-146
ABSTRACT Solar cells that contain perovskite have been a significant object for consideration within the field of solar energy, consistently enhancing their efficiency year by year. In our study, we devised a novel architectural configuration for a tin-based perovskite solar cell, incorporating FTO/ZnO/CH3NH3SnI3/Spiro-OMeTAD/Au. Our investigation into the working of this solar cell involved the utilization of the SCAPS-1D, a versatile tool tailored for the analysis of solar cell behavior. Through this simulation software, we explored different electrontransporting layer (ETL) materials and made adjustments to multiple parameters, including ETL and absorber layer thickness. The outcomes of our research produced promising results, showcasing significant enhancements in different solar cell parameters. These favorable findings underscore the growing allure and potential of perovskite solar cells within the realm of renewable energy. The reported CH3NH3SnI3-based PSCs provide a viable path to the implementation of environmentally benign, low-cost, and high-efficiency PSCs.
KEYWORDS solar cells, perovskite, electron transporting material, SCAPS, ZnO
ACKNOWLEDGEMENTS The authors extend their sincere appreciation to Professor Marc Burgelman of Gent University for graciously supplying the software in this research work.
FOR CITATION Shukla R.K., Srivastava A., Rani S., Singh N., Dwivedi V.K., Pandey S., Wadhwani N. Simulation and evaluation of perovskite solar cells utilizing various electron transport layers. Nanosystems: Phys. Chem. Math., 2024, 15 (1), 135–146.
[In Russian] Р.К. Шукла, Анчал Шривастава, Шикха Рани, Нидхи Сингх, Вишну Кумар Двиведи, Шарда Пандей, Навина Вадхвани
Моделирование и оценка перовскитных солнечных элементов, использующих различные слои переноса электронов
АННОТАЦИЯ Солнечные элементы, содержащие перовскит, являются важным объектом для рассмотрения в области солнечной энергетики, с каждым годом последовательно повышая свою эффективность. В нашем исследовании мы разработали новую архитектурную конфигурацию перовскитного солнечного элемента на основе олова, включающую FTO/ZnO/CH3NH3SnI3/Spiro-OMeTAD/Au. Наше исследование работы этого солнечного элемента включало использование SCAPS-1D, универсального инструмента, предназначенного для анализа поведения солнечного элемента. С помощью этого программного обеспечения для моделирования мы исследовали различные материалы слоя, переносящего электроны (ETL), и внесли коррективы в несколько параметров, включая ETL и толщину слоя поглотителя. Результаты наших исследований дали многообещающие результаты, продемонстрировав значительные улучшения различных параметров солнечных элементов. Эти положительные результаты подчеркивают растущую привлекательность и потенциал перовскитных солнечных элементов в сфере возобновляемых источников энергии. Сообщаемые PSC на основе CH3NH3SnI3 открывают реальный путь к созданию экологически безопасных, недорогих и высокоэффективных PSC.
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА солнечные элементы, перовскит, материал, переносящий электроны, SCAPS, ZnO.
