دراسة تأثير تغير سمك الطبقة الماصة CdTe على كفاءةالخلية الشمسية CdTe / CdS:O /Zn2SnO4 باستخدام برنامج المحاكاة .SCAPS-1D
DOI:
https://doi.org/10.31185/bsj.Vol23.Iss49.1909Keywords:
الخلية الشمسية ( ,( CdTe / CdS:O /Zn2SnO4برنامج المحكاة ( (SCAPS-1DAbstract
تم استخدام برنامج المحاكاة SCAPS-1D وهو برنامج محاكاة لِسعَة الخلية الشمسية أحادي البعد صُمم في قسم الإلكترونيات ونُظم المعلومات التابع لجامعة Gent في بَلجيكا, لمحاكاة الخلية الشمسية المعتمدة في هذا البحث. وكانت نقطة الانطلاق هي بالاعتماد على تصميم الخلية الشمسية التقليدية المتكونة من ثلاث طبقات هي طبقة الامتصاص Absorber Layer المصنوعة من الكادميوم تيلورايد CdTe، والطبقة النافذة Window Layer المصنوعة من ستانيت الزنك Zn2SnO4 والطبقة الخازنة Buffer layer المصنوعة من كبريتيد الكادميوم المؤكسج CdS:O لتصبح لدينا الخلية الشمسية CdTe/CdS:O / Zn2SnO4} {تم تغيير سمك طبقة الامتصاص من µm (0.1-2.8) وبزيادة مقدارها (0.3µm) لكل قراءة وكان افضل سمك لطبقة الامتصاص ((Absorber0Layer.p-CdTe مقدارها (2.8µm) وكان سمك الطبقة النافذة (Window Layer) n- Zn2SNO4 مقدارها (0.05µm). تم ادخال طبقة عازلة (Buffer Layer) n- CdS:O بسمك (0.025 µm)، يستفاد من هذه الطبقة بانها تمنع عملية الاتصال الامامي او التسريب الامامي بالنسبة لحاملات الاقلية (الفجوات) ويكون هذا التسرب غير مرغوب فيه بسبب تكون طبقة عازلة ونشطة كيمائياً. وكانت درجة حرارة التشغيل300K) )، وكانت أعلى كفاءة تحويل تم الحصول عليها (eta=21.96% ) مع بقية معلمات الخلية الشمسية (Voc=0.8888volt. Jsc=29.0658 mA/cm2. FF=85.0363%)
إن الاستمرار في زيادة سمك الطبقة الماصة طبيعي أنه سيؤدي الى زيادة كفاءة الخلية الشمسية لكن هذه الزيادة سوف تؤدي الى زيادة الكلفة المالية للخلية أضافة الى جعل سمك هذه الطبقة اكثر الى مئات المرات من سماك طبقات الخلبة الاخرى.
References
المصادر: References
1- Ramprasad Chandrasekharan ,“ NUMERICAL MODELING OF TIN-BASED ABSORBER DEVICES FOR COST-EFFECTIVE SOLAR PHOTOVOLTAICS .” A Dissertation in Energy and Geo-Environmental Engineering, 2012.
2- إس .إم . زي, ترجمة الدكتور فهر غالب حياتي والدكتور حسين علي احمد , " نبائط اشباه الموصلات فيزياء وتقنية", دار الحكمة للطباعة والنشر, جامعة الموصل,(1990).
3- Hossain, Sharafat, Nowshad Amin, M. A. Martin, M. Mannir Aliyu, Takhir Razykov, and Kamaruzzaman Sopian. "A NUMERICAL STUDY ON THE PROSPECTS OF HIGH EFFICIENCY ULTRA THIN Zn x Cd 1-x S/CdTe Solar Cell." Chalcogenide Letters 8, no. 4 (2011).
4- Wu, Xuanzhi. "High-efficiency polycrystalline CdTe thin-film solar cells." Solar energy 77, no. 6 (2004): 803-814.
5- T. Carlsson and A. Brinkman, “Identification of degradation mechanisms in field-tested CdTe modules,” Progress in Photovoltaics: Research and Applications, vol. 14, no. 3, pp. 213–224, 2006.
6- N . Amin , K . Sopian , and M . Konagai ,“ Numerical modeling of CdS / CdTe and CdS / CdTe /ZnTe solar cells as a function of CdTe thickness ,” Solar Energy Materials and Solar Cells , vol .91 ,no .13 , pp. 1202 – 1208 , 2007.
7- Teyou Ngoupo, A., S. Ouédraogo, F. Zougmoré, and J. M. B. Ndjaka. "New architecture towards ultrathin CdTe solar cells for high conversion efficiency." International Journal of Photoenergy 2015 (2015).
8- Shoewu, O., G. Anuforonini, and O. Duduyemi. "Simulation of the performance of CdTe/CdS/ZnO multi-junction thin film solar cell." Review of information engineering and applications 3.1 (2016): 1-10.
9- عدنان علوان محمد, "محاكاة تأثير طبقة Ga2O3 على أداء الخلايا الشمسية CdTe الرقيقة", رسالة ماجستير مقدمة الى كلية التربية للعلوم الصرفة/جامعة تكريت,(2018(.
10- Teyou Ngoupo, A., S. Ouédraogo, F. Zougmoré, and J. M. B. Ndjaka. "New architecture towards ultrathin CdTe solar cells for high conversion efficiency." International Journal of Photoenergy 2015 (2015).
11- Dey, Mrinmoy, Maitry Dey, M. A. Matin, and Nowshad Amin. "Design of high efficient and stable ultra-thin CdTe solar cells with ZnTe as a potential BSF." In 2015 3rd International Conference on Green Energy and Technology (ICGET), pp. 1-4. IEEE, 2015.
12- Rafee Mahbub,Md, et al.''Simulation of CZTS thin film solar cell for different buffer layers for high efficiency performance.''ENGINEERING AND TECHNOLOGY 2.52 (2016):1-10.
13- رشا فيصل حسن,""محاكاة تاُثير الطبقة العازلة Zn2SnO4 على أداء الخلية الشمسيةCdTe/CdS/SnO2 بإستخدام البرنامج SCAPS-1D"", رسالة ماجستير مقدمة الى جامعة الموصل/ كلية التربية للعلوم الصرفة,(2020).
14- Matin, M. A., Tomal, M. U., & Robin, A. M. (2013, May). Copper telluride as a nobel BSF material for high performance ultra-thin CdTe PV cell. In 2013 International Conference on Informatics, Electronics and Vision (ICIEV) (pp. 1-5). IEEE.
15- Islam, A., Matin, M. A., Aliyu, M. M., Sulaiman, Y., & Amin, N. (2009, December). A numerical analysis on CdS: O window layer for higher efficiency cdte solar cells. In 2009 1st International Conference on the Developements in Renewable Energy Technology (ICDRET) (pp. 1-4). IEEE.
16- Matin, M. A., Tomal, M. U., & Robin, A. M. (2013, May). Copper telluride as a nobel BSF material for high performance ultra-thin CdTe PV cell. In 2013 International Conference on Informatics, Electronics and Vision (ICIEV) (pp. 1-5). IEEE.
Downloads
Published
Issue
Section
License
Copyright (c) 2026 عوض خضير محمود
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
