The performance of perovskite solar cells with silicon carbide as an interfacial layer

Other Title(s)

تأثير محاذاة حزمة التوصيل على أداء خلايا البيروفسكايت الشمسية

Joint Authors

Agha, Dina N Qasem
al-Jawari, Qays Dhannun Najm

Source

College of Basic Education Researches Journal

Issue

Vol. 18, Issue 2 (30 Jun. 2022), pp.1127-1143, 17 p.

Publisher

University of Mosul College of Basic Education

Publication Date

2022-06-30

Country of Publication

Iraq

No. of Pages

17

Main Subjects

Engineering & Technology Sciences (Multidisciplinary)

Abstract AR

تضمن العمل الحالي على المحاكاة العددية للتحقيق من تأثير الإزاحة في حزمة التوصيل CBO) على معاملات خلية البيروفسكايت الشمسية.

حيث تكون هيكل الخلية الشمسية من ثلاث طبقات و هي (Spiro OMe TAD) و (CH3NH3PbI3 و SnO2) تمثل الطبقة الناقلة للفجوات(HTL) والطبقة الماصة و الطبقة الناقله للالكترونات ETL)) ذات الفئة الالكترونية بقيم (-٢٠٤٥ و -۳.۹ و -3.75) eV على التوالي.

حيث تم التحكم في محاذاة حزم التوصيل عن طريق إدخال طبقة بينية بين الطبقة الماصة وطبقة نقل الالكترونات من مادة 3C-SiC.

تم إجراء دراسة بارامترية تضمنت التحقق من تركيز ذرات التشويب والسمك للطبقات الثلاث.

وفقا للنتائج، تعمل الخلية المقترحة بشكل أفضل عند سماكة ٢٠٠ نانومتر و 400 نانومتر و ۳۰۰ نانومترللطبقة الناقلة للفجوات(HTL) و الطبقة الماصة البيروفسكايت و طبقة نقل الالكترونات على التوالي ، في حين تم الوصول الى استخدام تركيز ذرات التشويب بقيم " ' لنفس الطبقات المذكورة سابقا.

و بعد ذلك اصبحت المعاملات للخلية الشمسية JSc و Voc و FF و PCE تبلغ ٢٦.١ مللي أمبير و ۱.۱۱ فولت و ۸۳.۲۳٪ و ٢٤.١٩٪ على التوالي.

بعد ذلك أدى استخدام طبقة رقيقه من 3C-SiC كطبقة بينية بسمك 100 نانومتر ومقدار تركيز ذرات التشويب بلغ ١٠١٨ سم " إلى تحسين أداء الخلية.

وفقا لتقارب الفئة الإلكترونية للهيكل المقترح (الطبقة الماصة و وطبقة نقل الالكتروناتETL) مع الطبقة البينية تم إنتاج محاذاة حزمة توصيل نوع قمة قمة.

وعليه نتج عن ذلك (Ay=0.07 eV) للطبقة الماصة مع الطبقة البينية ومن ثم (A%2 =0.08 ev) للطبقة البينية و SnO2 كـ ETL، فنتج زيادة في نسبة الكفائة PCE (من 19.٢٤٪ إلى ٢٨.٣٦٪).

سم سم سم ۲ ۱۸ ۳ ۱۰۱۹ ۳ .

سم ۳ و ۱۹

Abstract EN

The current work involved the numerical simulation of investigating the impact of conduction band offset (CBO) on the perovskite solar cell parameters.

The solar cell structure under investigation comprises the (Spiro OMe TAD), (CH3NH3PbI3), and (SnO₂) as HTL, the absorber layer, and ETL with electron affinities (x) of (-2.45, -3.9, and -3.75) eV respectively.

The conduction band alignment was controlled by inserting an interfacial layer between the absorber and ETL.

The inserting layer is a thin layer of 3C-SiC material.

Before utilizing the interfacial layer, a parametric study was attained, which included the doping variation and thickness variation of each layer.

According to the findings, the device performs best at a thickness of 200 nm, 400 nm, 300 nm for HTL, perovskite absorber layer, and ETL respectively, with a doping concentration of 1019 cm3, 10¹4 cm3, and 10¹9 cm³ for the same layers.

These parameters provide a Jsc, Voc, FF, and PCE of 26.1 mA.cm2, 1.11 V, 83.23%, and 24.19% respectively.

Utilizing 3C-SiC as an interfacial layer with thickness 100 nm and doping 10¹8 cm3 improved the performance of the device.

According to the electron affinity for the proposed structure (the absorber layer and ETL) with the interfacial layer produce spike-spike band alignment.

The results showed that the spike spike band structure with (Ax1= 0.07) eV for absorber layer with 3C-SiC and (Ax2=0.08) eV for 3C-SiC interfacial layer and SnO2 as ETL, produces a good improvement in the cell performance with an increase in PCE (from 24.19 % to 28.36 %).

American Psychological Association (APA)

Agha, Dina N Qasem& al-Jawari, Qays Dhannun Najm. 2022. The performance of perovskite solar cells with silicon carbide as an interfacial layer. College of Basic Education Researches Journal،Vol. 18, no. 2, pp.1127-1143.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-1493472

Modern Language Association (MLA)

Agha, Dina N Qasem& al-Jawari, Qays Dhannun Najm. The performance of perovskite solar cells with silicon carbide as an interfacial layer. College of Basic Education Researches Journal Vol. 18, no. 2 (2022), pp.1127-1143.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-1493472

American Medical Association (AMA)

Agha, Dina N Qasem& al-Jawari, Qays Dhannun Najm. The performance of perovskite solar cells with silicon carbide as an interfacial layer. College of Basic Education Researches Journal. 2022. Vol. 18, no. 2, pp.1127-1143.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-1493472

Data Type

Journal Articles

Language

English

Notes

Text in English ; abstracts in English and Arabic.

Record ID

BIM-1493472