Insertion of the MnSnI₃ and CsGeI₃ Two Absorber ‎Layers in Order to Perform the Photovoltaic Behavior ‎of the Perovskite Solar Cell

سال انتشار: 1404
نوع سند: مقاله ژورنالی
زبان: انگلیسی
مشاهده: 49

فایل این مقاله در 16 صفحه با فرمت PDF قابل دریافت می باشد

استخراج به نرم افزارهای پژوهشی:

لینک ثابت به این مقاله:

شناسه ملی سند علمی:

JR_JEIR-6-3_001

تاریخ نمایه سازی: 28 اردیبهشت 1404

چکیده مقاله:

This study suggests novel lead-free perovskite solar cell architecture with double absorber layers of CsGeI۳ and MASnI۳ to eliminate lead toxicity while maintaining high efficiency. Using SCAPS-۱D simulations, critical parameters-absorber layer thickness, doping density, and defect density- were systematically optimized to enhance photovoltaic performance. The optimized structure (FTO/ZnO/MASnI۳/CsGeI۳/NiO) achieved a power conversion efficiency (PCE) of ۳۲.۰۷%, with an open-circuit voltage (Voc) of ۱.۱۶۶ V, Short-circuit current density (Jsc) of ۳۰.۷۲ mA/cm², and fill factor (FF) of ۸۹.۵۲%. Key findings reveal that a ۱۲۰۰ nm thickness for both CsGeI۳ and MASnI۳ layers maximizes light absorption and carrier generation, while a doping density of ۱۰۲۰ cm-۳ strengthens the built- in electric field, improving charge separation. Defect density optimization highlights the critical role of the MASnI۳layer, where reducing defects to ۱۰۱۲ cm-۳ minimizes the recombination losses. Interface defect densities at NiO/CsGeI۳, CsGeI۳/MASnI۳, and MASnI۳/ZnO were optimized to ۱۰۱۰ cm-۳, with MASnI۳/ZnO exhibiting the highest sensitivity to defects. This work demonstrates the viability of lead-free perovskites for high-efficiency solar cells. The results pave the way for experimental validation and scalable production, aligning with safe renewable energy purposes.

نویسندگان

Abdullah Belbia

Film Device Fabrication-Characterization and Application FDFCA Research Group USTOMB, ‎‎۳۱۱۳۰ Oran, Algeria‎

Keltoum‎ Dris

Film Device Fabrication-Characterization and Application FDFCA Research Group USTOMB, ‎‎۳۱۱۳۰ Oran, Algeria‎

Mostefa Benhaliliba

Film Device Fabrication-Characterization and Application FDFCA Research Group USTOMB, ‎‎۳۱۱۳۰ Oran, Algeria‎

Abbas Ayeshamariam

Department of Physics, Khadir Mohideen College, Adirampattinam, Thanjavur District, Tamil Nadu ۶۱۴۷۰۱, India‎

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 :
  • . J. Fan, B. Jia, M. Gu, Perovskite-based low-cost and ...
  • . E. Aktas, N. Rajamanickam, J. Pascual, S. Hu, M.H. ...
  • . T. Seyisi, B. Fouda-Mbanga, J. Mnyango, Y. Nthwane, B. ...
  • . D. Di Girolamo, F. Matteocci, F.U. Kosasih, G. Chistiakova, ...
  • . S. Bai, P. Da, C. Li, Z. Wang, Z. ...
  • . S. Chen, X. Xiao, H. Gu, J. Huang, Iodine ...
  • . S. Mazumdar, Y. Zhao, X. Zhang, Stability of perovskite ...
  • . K. Dris, M. Benhaliliba, Study and Optimization of a ...
  • نمایش کامل مراجع