Numerical Investigation of Si Nanowires Integrated Perovskite for Efficient Tandem Solar Cell DOI

R. El-Bashar,

Mohamed Farhat O. Hameed, Hamdy Abdelhamid

et al.

Published: Dec. 6, 2023

In this study, tandem solar cell (SC) based on MAPbI 3 -prevoskiteISi-nanowires (P|Si-NWs) structure is proposed and numerically investigated. The simulation results are calculated using the finite difference time domain (FDTD) method. optical efficiency of SC increased to 40% compared 37.5% for counterpart planar structure. This owing high absorption coefficient optimum MAPbI3 band gap perovskite SC. Further, supported wave-guided modes excited Bloch due periodic SiNWs help increase through suggested thickness can be controlled efficiently balance photo-generated current with bottom Si layer improved output efficiency. J xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink">ph reported equal 13.1 mA/cm 2 an enhancement relative P|Si Consequently, PSiNWs offers better electrical performance reduced Si-material low manufacturing cost.

Language: Английский

Моделирование и экспериментальное исследование углового отражения черного кремния DOI

Г. Е. Айвазян,

М. В. Катков,

Л. М. Лахоян

et al.

Proceedings of NAS RA Physics, Journal Year: 2025, Volume and Issue: unknown, P. 106 - 114

Published: May 6, 2025

Представлены результаты исследования углового отражения слоев черного кремния (b-Si), сформированных методом реактивного ионного травления. Расчеты матрицы переноса и экспериментальные измерения подтверждали превосходное антиотражающее свойство b-Si при углах падения светового излучения до 60°. Это обеспечивает стабильность тока короткого замыкания солнечных элементов в широком угловом диапазоне, что особенно важно для эффективной эксплуатации стационарных фотовольтаических станций течение дня облачной погоде. Ներկայացված են ռեակտիվ իոնային խածատմամբ ձևավորված սև սիլիցիումի (b-Si) շերտերի անկյունային անդրադարձման հետազոտման արդյունքները։ Մատրիցային փոխանցման մեթոդով իրականացված հաշվարկները և փորձարարական չափումները հաստատում b-Si-ի գերազանց հակաանդրադարձման հատկությունը լուսային ճառագայթների մինչև 60° անկման անկյունների դեպքում։ Դա ապահովում է արևային էլեմենտների կարճ միացման հոսանքի կայունությունը լայն տիրույթում, ինչը հատկապես կարևոր ցերեկային ամպամած եղանակին անշարժ ֆոտովոլտային կայանների արդյունավետ շահագործման համար: The study presents the results of angular reflection analysis black silicon layers formed through reactive ion etching. Calculations using transfer matrix method and experimental measurements confirm excellent antireflective properties at light incidence angles up to This ensures stability short-circuit current in solar cells across a wide range, which is particularly important for efficient operation stationary photovoltaic stations during daytime under cloudy conditions.

Language: Русский

Citations

0

Properties of Black Silicon Layers Fabricated by Different Techniques for Solar Cell Applications DOI
Gagik Ayvazyan,

Karen Ayvazyan,

Levon Hakhoyan

et al.

physica status solidi (RRL) - Rapid Research Letters, Journal Year: 2023, Volume and Issue: 18(3)

Published: Nov. 21, 2023

Black silicon (BS) layers coated with passivation films are widely used as antireflective frontal surfaces for solar cells. The most common BS fabrication techniques reactive ion etching (RIE), metal‐assisted chemical etching, and laser‐induced processing. Herein, the structural optical properties, well minority carrier lifetime, of compared without atomic layer deposited HfO 2 produced by above formation methods. antireflection behavior samples is discussed based on light trapping effect change in refractive index from air to bulk crystalline Si. Finally, test cells manufactured, their photovoltaic parameters studied. comparison results show that RIE preferred all technical respects. features using different cell manufacturing point view analyzed.

Language: Английский

Citations

8

Bayesian reverse design of high-efficiency perovskite solar cells based on experimental knowledge constraints DOI
Hongyu Liu, Zuyun Chen,

Yaping Zhang

et al.

Applied Physics Letters, Journal Year: 2024, Volume and Issue: 125(6)

Published: Aug. 5, 2024

To alleviate high costs and lengthy trial-and-error periods associated with traditional optimization methods for perovskite solar cells (PSCs), we developed a data-driven reverse design framework high-efficiency PSCs. This integrates machine learning Bayesian (BO) to accelerate the process of PSCs by intelligently recommending most promising parameter configurations PSCs, such as device structure fabrication processes. improve robustness framework, first designed two-stage sampling strategy issue imbalanced dataset classes. Subsequently, integrating “experimental knowledge constraints” into BO process, achieved precise configurations, thus avoiding discrepancies between predicted actual results due mismatches. Finally, using SHapley Additive exPlanations, unveiled key factors influencing power conversion efficiency (PCE), composition solvents. Our not only precisely PCE an area under curve 0.861 but also identified optimal achieving probability 0.981. offers substantial support minimizing redundant experiments characterizations, effectively accelerating

Language: Английский

Citations

2

Wetting Properties of Black Silicon Layers Fabricated by Different Techniques DOI
Gagik Ayvazyan,

Levon Hakhoyan,

Arman Vardanyan

et al.

physica status solidi (RRL) - Rapid Research Letters, Journal Year: 2024, Volume and Issue: 18(8)

Published: April 15, 2024

The wettability of black silicon (BSi) layers fabricated by reactive ion etching (RIE), metal‐assisted chemical (MACE), and laser‐induced (LIE) techniques is studied. contact angles wetting on the samples with deionized water methylammonium iodide‐based perovskite solutions are determined. It found that element composition enlargement area factor BSi have a significant effect their wettability. When tested water, RIE MACE exhibit hydrophobic properties, while LIE layer demonstrates hydrophilic properties due to SiOx‐rich surface structures. also shown aging leads decrease in angle. Upon exposure solution droplets, become highly lyophilic. Based Wenzel Cassie–Baxter models, mechanisms responsible for states identified. In results obtained, valuable insights provided into potential using these tandem perovskite/silicon solar cells.

Language: Английский

Citations

1

Enhancing carrier collection in CsPbBr3 solar cells through crystal orientation and defect passivation DOI
Haotian Dong, Z. Wang, Q. L. Zhang

et al.

Applied Physics Letters, Journal Year: 2024, Volume and Issue: 124(17)

Published: April 22, 2024

All-inorganic carbon-based CsPbBr3 perovskite solar cells (PSCs) have gained growing interest for their remarkable stability. However, compared to organic–inorganic hybrid counterparts, there is still substantial room improving performance primarily due the inferior photogenerated carrier collection efficiency. Here, we employ area-dependent transient photocurrent assess transit time in PSCs, revealing that an extended relative lifetime significantly contributes low To address this challenge, narrow gap between and by introducing a dual-functional additive, serving facilitate both crystallization orientation defect passivation. Consequently, achieve enhanced short-circuit current efficiency PSCs.

Language: Английский

Citations

1

Optoelectronic coupling of perovskite/silicon heterojunction tandem solar cell by SCAPS simulation DOI
Chenguang Liu, Wenjing Xiong,

Yanhe Zhu

et al.

Materials Today Communications, Journal Year: 2024, Volume and Issue: 40, P. 109740 - 109740

Published: July 4, 2024

Language: Английский

Citations

1

Reflectance of Black Silicon with Sol-Gel ZnO Passivation Films: Optical Simulation and Experimental Correlation DOI
А. В. Семченко, Dmitry Kovalenko, Gagik Ayvazyan

et al.

Lecture notes in networks and systems, Journal Year: 2024, Volume and Issue: unknown, P. 256 - 263

Published: Jan. 1, 2024

Language: Английский

Citations

0

Properties of Vacuum-Evaporated Metal Halide Perovskite Absorbers on Planar and Nanotextured Silicon Substrates DOI
Gagik Ayvazyan,

Harutyun Dashtoyan,

A.G. Khudaverdyan

et al.

Lecture notes in networks and systems, Journal Year: 2024, Volume and Issue: unknown, P. 3 - 10

Published: Jan. 1, 2024

Language: Английский

Citations

0

Смачиваемость слоев черного кремния, сформированных различными методами DOI

Г. Е. Айвазян,

А. А. Варданян,

А. В. Семченко

et al.

Proceedings of NAS RA Physics, Journal Year: 2024, Volume and Issue: unknown, P. 71 - 78

Published: May 8, 2024

Исследована смачиваемость слоев черного кремния (b-Si), сформированных методами реактивного ионного травления, металл-стимулированного химического травления и лазерно-индуцированного травления. Определены краевые углы смачивания изготовленных образцов деионизованной водой, глицерином, дийодметаном этиленгликолом. Показано, что поверхностная пленка окисла коэффициент увеличения площади b-Si оказывают существенное влияние на их смачиваемость, варьируя от гидрофильных к гидрофобным свойствам. Հետազոտվել է ռեակտիվ իոնային խածատման, մետաղով խթանմամբ քիմիական խածատման և լազերային մեթոդներով ձևավորված սև սիլիցիումի (b-Si) շերտերի թրջելիությունը: Գնահատվել են պատրաստված նմուշների դեիոնացված ջրով, գլիցերինով, դիյոդմեթանով էթիլենգլիկոլով թրջման հպակային անկյունները: Ցույց տրվել, որ օքսիդի մակերևութային թաղանթը մակերեսի մեծացման գործակիցը զգալի ազդեցություն ունեն թրջելիության վրա՝ ապահովելով հիդրոֆիլայինից մինչև հիդրոֆոբային հատկություններ: The wettability of black silicon layers formed by reactive ion etching, metal-assisted chemical and laser-induced etching has been studied. wetting contact angles the prepared samples with deionized water, glycerol, diiodomethane ethylene glycol were determined. It shown that oxide surface film enlargement area factor have a significant effect on their wettability, varying from hydrophilic to hydrophobic properties.

Language: Русский

Citations

0

Отражающие свойства черного кремния в широком спектральном диапазоне DOI

Г. Е. Айвазян

Proceedings of NAS RA Physics, Journal Year: 2024, Volume and Issue: unknown, P. 196 - 202

Published: Aug. 27, 2024

Изучены структурные и отражающие свойства (полное отражение рассеяние) слоев черного кремния, сформированных методом реактивного ионного травления. Определены спектры отражения в видимом, ближних инфракрасном ультрафиолетовом диапазонах длин волн излучения. Исследовано влияние продолжительности травления на оптическое поведение кремния обсуждены возможности их применения солнечных элементах фотодетекторах. Հետազոտվել է ռեակտիվ իոնային խածատման մեթոդով ձևավորված սև սիլիցիումից շերտերի կառուցվածքային և անդրադարձման (ընդհանուր անդրադարձում ցրում) հատկությունները: Անդրադարձման սպեկտրերը որոշվել են ճառագայթման ալիքի երկարությունների տեսանելի, ենթաինֆրակարմիր ենթաուլտրամանուշակագույն տիրույթներում: Ուսումնասիրվել տևողության ազդեցությունը օպտիկական վարքագծի վրա քննարկվել դրանց կիրառման հնարավորությունները արևային էլեմենտներում ֆոտոդետեկտորներում: The structural and reflective properties (total reflection scattering) of black silicon layers formed by reactive ion etching have been studied. Reflection spectra were determined in the visible, near-infrared near-ultraviolet wavelength ranges. influence duration on optical behavior is studied possibilities their use solar cells photodetectors are discussed.

Language: Русский

Citations

0