Шляхи щодо підвищення ефективності кремнієвих сонячних елементів вдвічі
DOI:
https://doi.org/10.15330/pcss.22.4.756-760Ключові слова:
платина, кремній, сонячний елемент, наночастинка, моделюванняАнотація
Важливим є підвищення ефективності сонячних елементів, які виробляють промислово. Показано, що спостерігається підвищення ефективності сонячних елементів при реалізації наноплазмонних явищ. У цій статті досліджується вплив наночастинок Pt, Au, Ag та Cu на властивості кремнієвої сонячної батареї. При введенні у сонячний елемент на основі Si, наночастинки Pt, його ефективність зростає в 2,31 рази. Струм короткого замикання збільшується в 2,23 рази, а напруга холостого ходу – в 1,05 раз. Оптимальний радіус наночастинки Pt визначений як 15-25 нм.
Посилання
K. Sopian, S. L. Cheow and S. H. Zaidi. An overview of crystalline silicon solar cell technology: Past, present, and future, AIP Conference Proceedings 1877(1), 020004 (2017), https://doi.org/10.1063/1.4999854.
W. Shockley and H. J. Queisser .Detailed balance limit of efficiency of p‐n junction solar cells, Journal of applied physics 32(3), 510–519 (1961), https://doi.org/10.1063/1.1736034.
Y. Xu, T. Gong and J. N. Munday, The generalized Shockley-Queisser limit for nanostructured solar cells, Scientific Reports, 5(1), 13536 (2015), https://doi.org/10.1038/srep13536.
M. Abbott and J. Cotter. Optical and electrical properties of laser texturing for high‐efficiency solar cells, Progress in Photovoltaics: Research and Applications 14(3), 225–235 (2006), https://doi.org/10.1002/pip.667.
H. A. Atwater and A. Polman. Plasmonics for improved photovoltaic devices, Nature Materials 9(3), 205–213 (2010), https://doi.org/10.1038/nmat2629.
M. Gu et al., Nanoplasmonics: a frontier of photovoltaic solar cells, Nanophotonics 1(3–4), 235–248 (2012), https://doi.org/10.1515/nanoph-2012-0180.
G. D. Shilpa, T. K. Subramanyam and K. Sreelakshmi, IOP Conference Series: Materials Science and Engineering (IOP, Bangalore, India, 2016), https://doi.org/10.1088/1757-899X/149/1/012074.
J. Gulomov et al., Studying the effect of light incidence angle on photoelectric parameters of solar cells by simulation, International Journal of Renewable Energy Development 10(4), 731–736 (2021), https://doi.org/10.14710/ijred.2021.36277.
R. Aliev, J. Gulomov, M. Abduvohidov, S. Aliev, Z. Ziyoitdinov and N. Yuldasheva, Stimulation of Photoactive Absorption of Sunlight in Thin Layers of Silicon Structures by Metal Nanoparticles, Applied Solar Energy (English translation of Geliotekhnika), 56(5) (2020) ,https://doi.org/10.3103/S0003701X20050035.
F. Bonaccorso, M. Zerbetto, A. C. Ferrari and V. Amendola, Sorting nanoparticles by centrifugal fields in clean media, The Journal of Physical Chemistry C 117(25), 13217–13229 (2013), https://doi.org/10.1021/jp400599g.
X. Q. Bao, L. F. Liu, Platinum nanoparticle interlayer promoted improvement in photovoltaic performance of silicon/PEDOT: PSS hybrid solar cells, Materials Chemistry and Physics 149–150, 309–316 (2015), https://doi.org/10.1016/J.MATCHEMPHYS.2014.10.022.
K.-Q. Peng, X. Wang, X.-L. Wu and S.-T. Lee, Platinum nanoparticle decorated silicon nanowires for efficient solar energy conversion, Nano letters 9(11), 3704–3709 (2009), https://doi.org/10.1021/nl901734e.
T. D. Dzhafarov, A. M. Pashaev, B. G. Tagiev, S. S. Aslanov, S. H. Ragimov, and A. A. Aliev, Influence of silver nanoparticles on the photovoltaic parameters of silicon solar cells, Advances in nano research 3(3), 133 (2015), https://doi.org/10.12989/anr.2015.3.3.133.
V. Giannini, Y. Francescato, H. Amrania, C. C. Phillips and S. A. Maier, Fano resonances in nanoscale plasmonic systems: a parameter-free modeling approach, Nano letters 11(7), 2835–2840 (2011), https://doi.org/10.1021/nl201207n.
