Design and Analysis of High Efficiency Perovskite Solar Cells with Light Trapping Nano-textured Substrates
محل انتشار: ماهنامه بین المللی مهندسی، دوره: 34، شماره: 4
سال انتشار: 1400
نوع سند: مقاله ژورنالی
زبان: انگلیسی
مشاهده: 323
فایل این مقاله در 8 صفحه با فرمت PDF قابل دریافت می باشد
- صدور گواهی نمایه سازی
- من نویسنده این مقاله هستم
استخراج به نرم افزارهای پژوهشی:
شناسه ملی سند علمی:
JR_IJE-34-4_013
تاریخ نمایه سازی: 6 اردیبهشت 1400
چکیده مقاله:
Recently, the utilization of hybrid organic-inorganic perovskite solar cells under advanced light management designs have attracted intensive attention. In this study, a three-dimensional (۳D) finite element method (FEM) technique was used in the COMSOL Multiphysics simulation package to investigate coupled optical and electrical characteristics of perovskite solar cells (PSCs) with light trapping nanostructures. Upon the use of nano-textured fluorine-doped tin oxide (FTO) substrates, we propose two architectures which can guide and trap the light at nanometer dimensions. Two proposed PSCs i.e. concave and trapezoidal structures are compared to the planar structure in order to investigate the effects of using nanostructured substrates on the optoelectronic performance of PSCs. Optical analysis reveals that using optimized concave and trapezoidal structures can enhance the light absorption up to ۳۲ and ۲۶%, respectively at the wavelength of ۵۵۰ nm. Electrical simulations have shown that in addition to enhanced total carrier generation, the generated carriers can be effectively collected in the proposed nanostructured PSCs. Accordingly, the short-circuit current has risen from ۲۰ mA for planar structure to ۲۵.۷ mA for concave and ۲۳.۲ mA for trapezoidal PSCs. After analyzing various heights and adopting optimum values, the power conversion efficiency for concave and trapezoidal PSCs experienced substantial increase of ۵.۵ and ۳.۵%, compared to the planar structure. These drastic improvements analyzed by coupled optical and electrical modelling of nanostructures can pave the way for further studies to fabricate high efficiency PSCs with nano-textured substrates as a light-trapping technique.
کلیدواژه ها:
نویسندگان
H. Abedini-Ahangarkola
Department of Electrical and Computer Engineering, Babol Noshirvani University of Technology, Babol, Iran
S. Soleimani-Amiri
Department of Electrical and Computer Engineering, Babol Noshirvani University of Technology, Babol, Iran
مراجع و منابع این مقاله:
لیست زیر مراجع و منابع استفاده شده در این مقاله را نمایش می دهد. این مراجع به صورت کاملا ماشینی و بر اساس هوش مصنوعی استخراج شده اند و لذا ممکن است دارای اشکالاتی باشند که به مرور زمان دقت استخراج این محتوا افزایش می یابد. مراجعی که مقالات مربوط به آنها در سیویلیکا نمایه شده و پیدا شده اند، به خود مقاله لینک شده اند :