Численный анализ влияния интенсивности освещения на фотоэлектрические параметры кремниевого солнечного элемента с различными металлическими наночастицами
https://doi.org/10.17586/2220-8054-2021-12-5-569-574
Аннотация
Важно изучить влияние интенсивности света на основные фотоэлектрические параметры кремниевого солнечного элемента с различными наночастицами металлов, поскольку интенсивность солнечного света непостоянна. В данной работе путем моделирования в Sentaurus TCAD исследовано влияние наночастиц Cu, Pt, Au, Ag, Ti, Al, Co на зависимость основных фотоэлектрических параметров кремниевого солнечного элемента от интенсивности света. Коэффициенты плотности тока короткого замыкания кремниевых солнечных элементов, с внедренными наночастицами Pt и Ti, составили KJ;Pt = 0,0158 А/Вт и KJ;Ti = 0,0164 А/Вт. Для простого кремниевого солнечного элемента это значение оказалось равным KJ = 0:0071 А/Вт. Таким образом, мы наблюдали двукратное увеличение коэффициента интенсивности плотности тока короткого замыкания и выходной мощности для кремниевых солнечных элементов с наночастицами Ti и Pt по сравнению с простым кремниевым солнечным элементом.
Ключевые слова
Об авторах
J. Gulomov
Department of physics, Andijan state university
Узбекистан
Узбекистан
R. Aliev
Department of physics, Andijan state university
Узбекистан
Узбекистан
Список литературы
1. Stamenic L., Smiley E., Karim K. Low light conditions modelling for building integrated photovoltaic (BIPV) systems. Solar Energy, 2004, 77 (1), P. 37–45.
2. Bayhan H., Bayhan M. A simple approach to determine the solar cell diode ideality factor under illumination. Solar Energy, 2011, 85 (5), P. 769–775.
3. Jeng M.J., Chen Z.Y., et al. Improving Efficiency of Multicrystalline Silicon and CIGS Solar Cells by Incorporating Metal Nanoparticles. Materials, 2015, 8 (10), P. 6761–6771.
4. Shilpa G.D., Subramanyam T.K., Sreelakshmi K., Uttarakumari. Study and Optimization of Metal Nanoparticles for the Enhanced Efficiency Thin Film Solar Cells. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 2016, 149, 012074.
5. Aliev R., Gulomov J., et al. Stimulation of Photoactive Absorption of Sunlight in Thin Layers of Silicon Structures by Metal Nanoparticles. Applied Solar Energy, 2020, 56, P. 364–370.
6. Ghione G. Looking for Quality in TCAD-Based Papers. IEEE Transactions on Electron Devices, 2019, 66 (8), P. 3252–3253.
7. Pf¨affli P., Wong H.Y., et al. TCAD modeling for reliability. Microelectronics Reliability, 2018, 88–90, P. 1083–1089.
8. Maiti C.K. Introducing Technology Computer-Aided Design (TCAD): Fundamentals, Simulations, and Applications. Jenny Stanford Publishing, Boca Raton, Florida, USA, 2017, 438 p.
9. Feng P., Kim J., et al. Contact model based on TCAD-experimental interactive algorithm. Int. Conf. on Simulation of Semiconductor Processes and Devices, SISPAD, 2015, P. 238–241.
10. Korn J., R¨ucker H., Heinemann B. Experimental verification of TCAD simulation for high-performance SiGe HBTs. IEEE 17th Topical Meeting on Silicon Monolithic Integrated Circuits in RF Systems, 2017, P. 94–96.
11. Gulomov J., Aliev R., et al. Studying the Effect of Light Incidence Angle on Photoelectric Parameters of Solar Cells by Simulation. Int. Journal of Renewable Energy Development, 2021, 10 (4), P. 731–736.
12. Gueymard C.A., Myers D., Emery K. Proposed reference irradiance spectra for solar energy systems testing. Solar Energy, 2002, 73 (6), P. 443–467.
13. Bonaccorso F., Zerbetto M., Ferrari A.C., Amendola V. Sorting Nanoparticles by Centrifugal Fields in Clean Media. The Journal of Physical Chemistry C, 2013, 117 (25), P. 13217–13229.
14. Brady B., Wang P.H., Steenhoff V., Brolo A.G. Nanostructuring Solar Cells Using Metallic Nanoparticles. Metal Nanostructures for Photonics, 2019, P. 197–221.
15. Dzhafarov T.D., Pashaev M.A., et al. Influence of silver nanoparticles on the photovoltaic parameters of silicon solar cells. Advances in Nano Research, 2015, 3 (3), P. 133–141.
16. Giannini V., Francescato Y., et al. Fano resonances in nanoscale plasmonic systems: a parameter-free modeling approach. Nano Lett., 2011, 11 (7), P. 2835–2840.
17. Chegaar M., Hamzaoui A., et al. Effect of Illumination Intensity on Solar Cells Parameters. Energy Procedia, 2013, 36, P. 722–729.
18. Bao X.Q., Liu L.F. Platinum nanoparticle interlayer promoted improvement in photovoltaic performance of silicon/PEDOT: PSS hybrid solar cells. Materials Chemistry and Physics, 2015, 149–150, P. 309–316.
19. Chegaar M., Hamzaoui A., et al. Effect of illumination intensity on solar cells parameters. Energy Procedia, 2013, 36, P. 722–729.
20. Bunea G., Wilson K., et al. Low Light Performance of Mono-Crystalline Silicon Solar Cells. IEEE 4th World Conference on Photovoltaic Energy Conversion, 2006, P. 1312–1314.
21. Saloux E., Teyssedou A., Sorin M. Explicit model of photovoltaic panels to determine voltages and currents at the maximum power point. Solar Energy, 2011, 85 (5), P. 713–722.
22. Khan F., Singh S.N., Husain M. Effect of illumination intensity on cell parameters of a silicon solar cell. Solar Energy Materials and Solar Cells, 2010, 94 (9), P. 1473–1476.
Рецензия
Для цитирования:
Gulomov J., Aliev R. Численный анализ влияния интенсивности освещения на фотоэлектрические параметры кремниевого солнечного элемента с различными металлическими наночастицами. Наносистемы: физика, химия, математика. 2021;12(5):569-574. https://doi.org/10.17586/2220-8054-2021-12-5-569-574
For citation:
Gulomov J., Aliev R. Numerical analysis of the effect of illumination intensity on photoelectric parameters of the silicon solar cell with various metal nanoparticles. Nanosystems: Physics, Chemistry, Mathematics. 2021;12(5):569-574. https://doi.org/10.17586/2220-8054-2021-12-5-569-574
Просмотров:
99
Послать статью по эл. почте 