用SCAPS-1DD提高ZnTe/ZnS太阳能电池的效率,合成和表征螺旋涂层ZnTe薄膜
Md Hasan Ali1,2, Md Dulal Haque1, Md Faruk Hossain3
1Department of Electronics and Communication Engineering, Hajee Mohammad Danesh Science and Technology University Dinajpur-5200 Bangladesh.
RSC advances
|March 5, 2025
概括
化 (ZnTe) 薄膜为太阳能电池中化提供了一个更安全的替代方案. 这项研究合成了ZnTe薄膜,实现了17.45%的高功率转换效率,以提高太阳能电池的性能.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 可再生能源可再生能源是可再生能源.
- 半导体物理 半导体物理
背景情况:
- Telluride (CdTe) 太阳能电池由于有毒的 (Cd) 造成环境风险.
- 化 (ZnTe) 为光伏应用提供了一个有前途的替代吸收材料.
- ZnTe提供了合适的吸收系数,高转换效率潜力和具有成本效益的材料要求.
研究的目的:
- 为了合成和表征 telluride (ZnTe) 薄膜.
- 为了提高硫化/硫化 (ZnS/ZnTe) 太阳能电池的性能.
- 评估ZnTe作为薄膜太阳能电池 (TFSC) 中可行的吸收层.
主要方法:
- 通过旋转涂层进行薄膜合成.
- 使用X射线衍射 (XRD),紫外线可见光谱,扫描电子显微镜 (SEM) 和能量分散光谱 (EDS) 的结构,光学,形态和组成分析.
- 使用SCAPS-1D软件进行设备性能模拟和分析.
主要成果:
- 合成的ZnTe薄膜表现出一个立方晶相.
- 确定的光带间隙值在1.77~2.18 eV之间.
- 优化的ZnTe薄膜 (厚度为1184纳米,在400°C时化) 实现了最高功率转换效率 (PCE) 的17.45%,Voc = 1.41 V,Jsc = 14.01 mA cm-2,FF = 88.53%.
- SEM分析显示,在400°C时化膜的表面覆盖率,均性和均性是最佳的.
- EDS证实了ZnTe薄膜的Te丰富,p型导电性.
结论:
- 沉积的ZnTe薄膜适用于薄膜太阳能电池 (TFSC) 中的吸收层.
- 优化的ZnS/ZnTe太阳能电池表现出高性能,表明了基于ZnTe的光伏发电的潜力.
- 在太阳能电池技术中,ZnTe为CdTe提供了一个有希望的,更环保的替代品.
