МОДЕЛИРОВАНИЕ СОЛНЕЧНОГО ЭЛЕМЕНТА CIGS В SENTAURUS TCAD

В работе разработана и откалибрована численная модель тонкоплёночного солнечного элемента CIGS с использованием Synopsys Sentaurus TCAD. Методика основана на самосогласованном решении дрейфово-диффузионных уравнений с расчётом оптической генерации методом матрицы переноса. Проведённый корреляционный анализ выявил сильную зависимость ширины запрещённой зоны Ego от напряжения холостого хода (r≈0,99), а также влияние толщины слоя CdS и коэффициента заполнения (FF) на эффективность устройства. Полученные результаты могут быть использованы для оптимизации гибких фотоэлектрических элементов. Материалы и методы. Численное моделирование CIGS солнечных элементов выполнялось в TCAD в дрейфово-диффузионном приближении с самосогласованным решением уравнений переноса заряда, расчётом оптической генерации методом матрицы переноса и учётом основных рекомбинационных механизмов в многослойной структуре Mo/CIGS/CdS/OVC. Результаты. Численное моделирование CIGS солнечного элемента выполнено для 36 конфигураций при стандартном освещении AM 1.5G, при этом КПД составил 16,19–19,99 % в зависимости от параметров структуры. Корреляционный анализ показал сильную зависимость Ego от напряжения холостого хода VOC (r≈0,99) и фототока JPH, а также снижение эффективности при увеличении толщины слоёв CdS и CIGS. Наибольшее влияние на повышение КПД оказывает коэффициент заполнения (FF).

Hali tarjima qilinmagan