Simulation Study of CuO, Cu2O and ZnO for Energy Security Applications

Abstract

In the context of the growing global importance of solar photovoltaics as a vital source of renewable energy, the pursuit of more efficient and sustainable solar cells is of paramount importance. This study focused on exploring the potential of hybrid solar cell structures combining copper oxides (CuO and Cu2O ), known for their abundance and promising optical properties, and zinc oxide (ZnO), a commonly used material in solar cells. Using the powerful SCAPS-1D simulation software, the performance of these structures has been carefully analyzed, focusing on determining the effect of key parameters, such as layer dimensions and material concentrations, on the power conversion efficiency. This research aims to evaluate the extent to which these configurations can contribute to improving the future of solar energy and meeting the growing global demand for clean energy.

Dans le contexte de l'importance croissante de l'énergie solaire photovoltaïque comme source d'énergie renouvelable vitale à l'échelle mondiale, la recherche de cellules solaires plus efficaces et durables est primordiale. Cette étude s'est concentrée sur l'exploration du potentiel des structures de cellules solaires hybrides combinant des oxydes de cuivre (CuO et Cu₂O), qui sont abondants et présentent des propriétés optiques intéressantes, et de l'oxyde de zinc (ZnO), un matériau couramment utilisé dans les cellules solaires. Grâce au puissant logiciel de simulation SCAPS-1D, les performances de ces structures ont été analysées en profondeur, en se concentrant sur l'effet de paramètres clés tels que les dimensions des couches et les concentrations de matériaux sur le rendement de conversion d'énergie. Cette recherche vise à évaluer dans quelle mesure ces configurations peuvent contribuer à assurer l'avenir de l'énergie solaire et à répondre à la demande croissante en énergie propre à l'échelle mondiale.

في سياق الأهمية العالمية المتزايدة للطاقة الشمسية الكهروضوئية كمصدر حيوي للطاقة المتجددة, يكتسب السعي لتطوير خلايا شمسية أكثر كفاءة واستدامة .ركزت هذه الدراسة على استكشاف إمكانات هياكل الخلايا الشمسية التي تجمع بين أكاسيد النحاس, المعروفة بوفرتها وخصائصها البصرية الواعدة, أكسيد الزنك وهو مادة شائعة الإستخدام في الخلايا الشمسية. باستخدام برنامج المحاكاة القوي, تم تحليل أداء هذه الهياكل بعناية, مع التركيز على تحديد تأثير المعايير الرئيسية, مثل SCAPS-1D أبعادالطبقة, وتركيزات المواد, على كفاءة تحويل الطاقة. يهدف هذا البحث إلى تقييم مدى مساهمة هذه التكوينات في تحين مستقبل الطاقة الشمسية وتلبية الطلب العالمي المتزايد على الطاقة النظيفة.