Diseño de heterounión para celda solar de sulfuro de estaño al 29,68 %

Fuente: https://www.pv-magazine.com/

Investigadores de Bangladesh han diseñado una célula solar simulada con una capa de transporte de agujeros basada en óxido de cobre y un absorbente de sulfuro de estaño. Se espera lograr un voltaje de circuito abierto de 1,01 V, una corriente de cortocircuito de 34,19 mA/cm2 y un factor de llenado de 85,74 %.

Investigadores de la Universidad de Ciencia y Tecnología de Pabna en Bangladesh han simulado una célula solar de película delgada de heterounión basada en un absorbente de sulfuro de estaño (SnS) a bajos costos de producción.

“Nuestra celda podría usarse en módulos de película delgada con aplicaciones potenciales en proyectos fotovoltaicos montados en el suelo y en la azotea”, dijo el autor correspondiente de la investigación, Aadnan Hossain, a pv magazine . «SnS es abundante en la tierra, libre de tóxicos, térmicamente estable y rentable, y tiene una banda prohibida adecuada de alrededor de 1,3 eV y un alto coeficiente de absorción de más de 104 cm-1».

La celda solar se diseñó con una capa de molibdeno (Mo), una capa de transporte de huecos (HTL) a base de óxido de cobre (I) (Cu2O), un absorbedor de sulfuro de estaño, un amortiguador de sulfuro de cadmio (CdS), una ventana conductora transparente capa de óxido de estaño dopado con flúor (FTO) y contacto posterior de aluminio (Al). En esta configuración de celda, el HTL se adjunta en la parte posterior de la capa SnS.

La estructura del dispositivo fotovoltaico basado en SnS propuesto se analizó mediante SCAPS-1D, que es una herramienta de simulación para células solares de película delgada desarrollada por la Universidad de Gante en Bélgica.

“Todos los valores se calcularon y verificaron para diferentes capas para hacer que la celda fuera comercialmente estable y realista”, explicó Hossain. “Además, el espesor y la densidad de dopaje se mantuvieron bajos en la capa absorbente de SnS, lo que reduce los costos de fabricación y producción”.

Los científicos encontraron que se deben lograr espesores de 0,1 μm, 1 μm, 0,05 μm y 0,05 μm para Cu 2 O HTL, el absorbedor SnS, el tampón CdS y FTO TCO, respectivamente. Con estos parámetros, la celda debería poder alcanzar una eficiencia de conversión de energía de 29,68 %, un voltaje de circuito abierto de 1,01 V, una corriente de cortocircuito de 34,19 mA/cm2 y un factor de llenado de 85,74 %.

“Estos resultados sugieren que el material Cu2O de tipo p puede emplearse como HTL potencial en la célula solar de heterounión basada en SnS”, dijeron los científicos.

Presentaron sus hallazgos en » Análisis de rendimiento de la célula solar SnS con una capa de transporte de agujeros basada en parámetros de dispositivos extraídos experimentalmente», que se publicó recientemente en el Journal of Alloys and Compounds .

“La celda que diseñamos y propusimos no requiere un equipo altamente sofisticado sino un proceso de solución simple que hace que la producción comercial sea confiable a un ritmo más alto”, concluyó Hossain.