Un Estudio Comparativo de Celdas Solares de Puntos Cuánticos con Dos Diferentes ETLs de WS e IGZO Usando el Simulador SCAPS-1D
Autores: Naureen, ; Sadanand, ; Lohia, Pooja; Dwivedi, Dilip Kumar; Ameen, Sadia
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Un Estudio Comparativo de Celdas Solares de Puntos Cuánticos con Dos Diferentes ETLs de WS e IGZO Usando el Simulador SCAPS-1D
Categoría
Energía
Subcategoría
Energía solar
Palabras clave
Celdas solares de puntos cuánticos
QDSCs
Capa de transporte de electrones
Capa de transporte de huecos
SCAPS-1D
Estructura del dispositivo
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 21
Citaciones: Sin citaciones
Las celdas solares de puntos cuánticos han recibido una atención significativa en comparación con las celdas solares estándar debido a su naturaleza híbrida, bajos costos de producción y mayor eficiencia de conversión de energía. Aunque las celdas solares de puntos cuánticos (QDSCs) tienen varios beneficios sobre las celdas solares ordinarias, su rendimiento se ve afectado debido a la combinación de portadores dentro de la región cuasi-neutra (QNR). La capa de transporte de electrones (ETL) y la capa de transporte de huecos (HTL) son las dos capas que más afectan el rendimiento de las QDSC. Este análisis numérico se lleva a cabo utilizando el software Solar Cell Capacitance Simulator-1 dimensional (SCAPS-1D). En este documento, se realiza la optimización de dos investigaciones de estructuras de dispositivos diferentes. En esta estructura de dispositivo propuesta, se utilizan WS e IGZO como dos ETL, CdS como capa de amortiguación, SbSe como capa absorbente y PbS como HTL. Inicialmente, se ha realizado la optimización del dispositivo, seguida de un análisis profundo de las densidades de dopaje. También se realiza un análisis de resistencia para ilustrar el efecto de la resistencia en el dispositivo. Además, se representa el impacto de la temperatura en los parámetros del dispositivo, seguido de un gráfico de contorno entre el grosor y la banda prohibida para ambos dispositivos. Se investiga el impacto de la resistencia en serie y en derivación en el rendimiento de la celda solar. El efecto de la temperatura se estudia más a fondo, y se observa que el dispositivo solar es sensible a la temperatura. Finalmente, se logra un rendimiento optimizado con ETL de IGZO con una eficiencia de conversión de energía (PCE) del 20.94%.
Descripción
Las celdas solares de puntos cuánticos han recibido una atención significativa en comparación con las celdas solares estándar debido a su naturaleza híbrida, bajos costos de producción y mayor eficiencia de conversión de energía. Aunque las celdas solares de puntos cuánticos (QDSCs) tienen varios beneficios sobre las celdas solares ordinarias, su rendimiento se ve afectado debido a la combinación de portadores dentro de la región cuasi-neutra (QNR). La capa de transporte de electrones (ETL) y la capa de transporte de huecos (HTL) son las dos capas que más afectan el rendimiento de las QDSC. Este análisis numérico se lleva a cabo utilizando el software Solar Cell Capacitance Simulator-1 dimensional (SCAPS-1D). En este documento, se realiza la optimización de dos investigaciones de estructuras de dispositivos diferentes. En esta estructura de dispositivo propuesta, se utilizan WS e IGZO como dos ETL, CdS como capa de amortiguación, SbSe como capa absorbente y PbS como HTL. Inicialmente, se ha realizado la optimización del dispositivo, seguida de un análisis profundo de las densidades de dopaje. También se realiza un análisis de resistencia para ilustrar el efecto de la resistencia en el dispositivo. Además, se representa el impacto de la temperatura en los parámetros del dispositivo, seguido de un gráfico de contorno entre el grosor y la banda prohibida para ambos dispositivos. Se investiga el impacto de la resistencia en serie y en derivación en el rendimiento de la celda solar. El efecto de la temperatura se estudia más a fondo, y se observa que el dispositivo solar es sensible a la temperatura. Finalmente, se logra un rendimiento optimizado con ETL de IGZO con una eficiencia de conversión de energía (PCE) del 20.94%.