Optimization by simulation of a thin film solar cell based on antimony sulfide selenide Sb2(Se1-xSx)3

Abstract

The aim of this work is to optimize by simulation a thin-film solar cell based on〖Sb_2 (Se_(1-x) S_x )〗_3. The simulation was carried out by SCAPS software. It was found that a maximum conversion efficiency of the cell η = 8.21% was obtained for an optimal value of thickness of the absorber layer of 0.2 μm. Whereas, the optimal composition Y of this layer is the lowest, which corresponds to the lowest value of the gap, Eg = 1.18 eV. While, the concentration of the doping atoms of this absorber layer does not exceed Na=〖10〗^15 cm^(-3). Moreover, this absorber layer must be chosen in such a way that it contain the lowest possible density of defects.الهدف من هذا العمل هو التحسين عن طريق المحاكاة لخلية شمسية رقيقة تعتمد على 〖Sb_2 (Se_(1-x) S_x )〗_(3 ). تمت المحاكاة بواسطة برنامج . SCAPS وجد أنه تم الحصول على أقصى كفاءة تحويل للخلية ٪η = 8.21 مقابل قيمة مثلى لسمك الطبقة الماصة تساوي μm 0.2 .في حين ، أن التركيب Y الأمثل هو الأدنى ، والذي يتوافق مع أدنى قيمة للفجوة Eg= 1.18 eV . بينما لايتجاوز تركيز ذرات المنشطات لهذه الطبقة Na=〖10〗^15 cm^(-3) . علاوة على ذلك ، يجب اختيار هذه الطبقة الماصة بحيث تحتوي على أقل كثافة ممكنة من العيوب.

L'objectif de ce travail est d'optimiser par simulation une cellule solaire à couches minces à base de 〖Sb_2 (Se_(1-x) S_x )〗_3. La simulation a été réalisée par le logiciel SCAPS. Il a été constaté qu’un rendement de conversion maximal de la celluleη = 8.21% a été obtenu pour une valeur optimale d'épaisseur de la couche absorbeur de 0,2 μm. Alors que, la composition Y optimale de cette couche est la plus faible, ce qui correspond à la plus faible valeur du gap, Eg = 1,18 eV. Tandis que, la concentration des atomes du dopage de cette couche absorbeur ne dépasse pas Na= 〖10〗^15 cm^(-3). De plus, cette couche absorbeur doit être choisie de manière à ce qu'elle contienne la plus faible densité de défauts possible.

The aim of this work is to optimize by simulation a thin-film solar cell based on〖Sb_2 (Se_(1-x) S_x )〗_3. The simulation was carried out by SCAPS software. It was found that a maximum conversion efficiency of the cell η = 8.21% was obtained for an optimal value of thickness of the absorber layer of 0.2 μm. Whereas, the optimal composition Y of this layer is the lowest, which corresponds to the lowest value of the gap, Eg = 1.18 eV. While, the concentration of the doping atoms of this absorber layer does not exceed Na=〖10〗^15 cm^(-3). Moreover, this absorber layer must be chosen in such a way that it contain the lowest possible density of defects.

الهدف من هذا العمل هو التحسين عن طريق المحاكاة لخلية شمسية رقيقة تعتمد على 〖Sb_2 (Se_(1-x) S_x )〗_(3 ). تمت المحاكاة بواسطة برنامج . SCAPS وجد أنه تم الحصول على أقصى كفاءة تحويل للخلية ٪η = 8.21 مقابل قيمة مثلى لسمك الطبقة الماصة تساوي μm 0.2 .في حين ، أن التركيب Y الأمثل هو الأدنى ، والذي يتوافق مع أدنى قيمة للفجوة Eg= 1.18 eV . بينما لايتجاوز تركيز ذرات المنشطات لهذه الطبقة Na=〖10〗^15 cm^(-3) . علاوة على ذلك ، يجب اختيار هذه الطبقة الماصة بحيث تحتوي على أقل كثافة ممكنة من العيوب.

L'objectif de ce travail est d'optimiser par simulation une cellule solaire à couches minces à base de 〖Sb_2 (Se_(1-x) S_x )〗_3. La simulation a été réalisée par le logiciel SCAPS. Il a été constaté qu’un rendement de conversion maximal de la celluleη = 8.21% a été obtenu pour une valeur optimale d'épaisseur de la couche absorbeur de 0,2 μm. Alors que, la composition Y optimale de cette couche est la plus faible, ce qui correspond à la plus faible valeur du gap, Eg = 1,18 eV. Tandis que, la concentration des atomes du dopage de cette couche absorbeur ne dépasse pas Na= 〖10〗^15 cm^(-3). De plus, cette couche absorbeur doit être choisie de manière à ce qu'elle contienne la plus faible densité de défauts possible.