Optimizando celdas solares de heterounión basadas en seleniuro de zinc y silicio para un rendimiento fotovoltaico mejorado
Autores: Laouid, Amina; Alaoui Belghiti, Amine; Abouais, Ali; Wisniewski, Krzysztof; Tlemçani, Mouhaydine; Póciennik, Przemysaw; Hajjaji, Abdelowahed; Zawadzka, Anna
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Optimizando celdas solares de heterounión basadas en seleniuro de zinc y silicio para un rendimiento fotovoltaico mejorado
Categoría
Energía
Subcategoría
Energía solar
Palabras clave
Selenuro de zinc
Silicio
Configuraciones de heterounión
Rendimiento fotovoltaico
Soluciones de energía sostenible
Optimización de parámetros
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 20
Citaciones: Sin citaciones
Con el propósito de mejorar la eficiencia y sostenibilidad de las celdas solares, el seleniuro de zinc (ZnSe) y el silicio (Si) desempeñan roles indispensables, ofreciendo una combinación atractiva de estabilidad y transparencia, al tiempo que destacan su abundante disponibilidad. Este estudio utiliza la herramienta SCAPS_1D para explorar diversas configuraciones de heterojunción, con el objetivo de resolver la correlación matizada entre los parámetros clave y el rendimiento fotovoltaico, contribuyendo así de manera significativa al avance de soluciones energéticas sostenibles. Al explorar el análisis de rendimiento de configuraciones de celdas solares de heterojunción que emplean elementos de ZnSe y Si, se investigan varias configuraciones, incluyendo SnO/ZnSe/p_Si/p_Si, SnO/CdS/p_Si/p_Si, TiO/ZnSe/p_Si/p_Si y TiO/CdS/p_Si/p_Si, profundizando en parámetros como el grosor del campo de superficie trasera (BSF), la concentración de dopaje, la temperatura de operación, las propiedades de la capa absorbente, las propiedades de la capa de transporte de electrones, los defectos de interfaz, la resistencia en serie y la resistencia de derivación. Entre estas configuraciones, la configuración SnO/ZnSe/p_Si/p_Si con una concentración de dopaje de 10 cm y un grosor de BSF de 2 m, ilustra una notable eficiencia de conversión del 22.82%, una densidad de corriente de cortocircuito de 40.33 mA/cm, un voltaje de circuito abierto de 0.73 V y un factor de llenado (FF) del 77.05%. Sus atributos ecológicos la posicionan como una prometedora candidata para aplicaciones fotovoltaicas avanzadas. Este trabajo enfatiza el papel crítico de la optimización de parámetros en el impulso de las tecnologías de celdas solares hacia una mayor eficiencia y sostenibilidad.
Descripción
Con el propósito de mejorar la eficiencia y sostenibilidad de las celdas solares, el seleniuro de zinc (ZnSe) y el silicio (Si) desempeñan roles indispensables, ofreciendo una combinación atractiva de estabilidad y transparencia, al tiempo que destacan su abundante disponibilidad. Este estudio utiliza la herramienta SCAPS_1D para explorar diversas configuraciones de heterojunción, con el objetivo de resolver la correlación matizada entre los parámetros clave y el rendimiento fotovoltaico, contribuyendo así de manera significativa al avance de soluciones energéticas sostenibles. Al explorar el análisis de rendimiento de configuraciones de celdas solares de heterojunción que emplean elementos de ZnSe y Si, se investigan varias configuraciones, incluyendo SnO/ZnSe/p_Si/p_Si, SnO/CdS/p_Si/p_Si, TiO/ZnSe/p_Si/p_Si y TiO/CdS/p_Si/p_Si, profundizando en parámetros como el grosor del campo de superficie trasera (BSF), la concentración de dopaje, la temperatura de operación, las propiedades de la capa absorbente, las propiedades de la capa de transporte de electrones, los defectos de interfaz, la resistencia en serie y la resistencia de derivación. Entre estas configuraciones, la configuración SnO/ZnSe/p_Si/p_Si con una concentración de dopaje de 10 cm y un grosor de BSF de 2 m, ilustra una notable eficiencia de conversión del 22.82%, una densidad de corriente de cortocircuito de 40.33 mA/cm, un voltaje de circuito abierto de 0.73 V y un factor de llenado (FF) del 77.05%. Sus atributos ecológicos la posicionan como una prometedora candidata para aplicaciones fotovoltaicas avanzadas. Este trabajo enfatiza el papel crítico de la optimización de parámetros en el impulso de las tecnologías de celdas solares hacia una mayor eficiencia y sostenibilidad.