Research Article

SCAPS-1D Yazılımını Kullanarak Tersine Çevrilmiş Düzlemsel Perovskit Güneş Hücresinin Simülasyonu

Volume: 2 Number: 1 June 30, 2024
EN TR

SCAPS-1D Yazılımını Kullanarak Tersine Çevrilmiş Düzlemsel Perovskit Güneş Hücresinin Simülasyonu

Abstract

Güneş enerjisi, elektrik üretiminde en çok tercih edilen yenilenebilir kaynaklardan biri olarak öne çıkmaktadır. Fotovoltaik teknolojiden yararlanmak, artan enerji ihtiyacını karşılamanın yanı sıra, fosil yakıtlara olan bağımlılığı azaltarak küresel iklim değişikliğiyle mücadelede de hayati bir rol oynamaktadır. Perovskit güneş hücreleri, optoelektronik özellikleri, yüksek verimleri ve düşük üretim maliyetleri nedeniyle son yıllarda büyük ilgi toplamıştır. Sayısal simülasyon, karmaşık sistemleri modellemek ve bilim ve mühendisliğin çeşitli alanlarındaki davranışlarını tahmin etmek için kullanılan güçlü bir araçtır. Fotovoltaik cihazların modellenmesinde ve simülasyonunda genellikle tek boyutlu güneş hücresi kapasitans simülatörü (SCAPS-1D) kullanılmaktadır. SCAPS-1D tarafından gerçekleştirilen simülasyon, çeşitli perovskit güneş hücrelerinin performansının değerlendirilmesinde ve iyileştirilmesinde önemli bir rol oynamaktadır. Bu çalışmada, perovskit güneş hücresinde soğurucu perovskit katmanı olarak CH3NH3PbI3-XClx, deşik iletim katmanı olarak NiOx ve elektron iletim katmanı olarak PCBM içeren tersine çevrilmiş düzlemsel (p-i-n) yapısında tasarlandı. Tasarlanan tersine çevrilmiş düzlemsel perovskit güneş hücresinin fotovoltaik parametreleri, SCAPS-1D yazılımı kullanılarak aydınlatma altındaki (AM 1.5G 100 mW/cm2) akım-gerilim karakteristiklerinden elde edilmiştir. Perovskit güneş hücresindeki tüm katmanların kalınlığı simülasyon programı kullanılarak optimize edilmiştir ve değişen çalışma sıcaklıklarının ters düzlemsel perovskit güneş hücrelerinin güç dönüşüm verimliliği ve diğer fotovoltaik parametreleri üzerindeki etkisi simülasyon yoluyla araştırılmıştır.

Keywords

SCAPS-1D, perovskit güneş hücresi, p-i-n yapısı

References

  1. S. Lin, T. Zhang, H. Yang, and Y. Li, “Progress and Perspectives of Solar Cells: A Critical Review”, Energy & Fuels vol. 38 no.2, pp .761-788, 2024.
  2. N. Kant, P. Singh, “Review of next generation photovoltaic solar cell technology and comparative materialistic development”, Materials Today: Proceedings, vol. 56 no. 6, pp. 3460-3470, 2022.
  3. M. Burgelman, P. Nollet and S. Degrave, "Modelling polycrystalline semiconductor solar cells", Thin Solid Films, vol. 361-362, pp. 527-532, 2000.
  4. K. Decock, P. Zabierowski and M. Burgelman, "Modeling metastabilities in chalopyrite-based thin film solar cells", Journal of Applied Physics, vol. 111 pp. 043703, 2012.
  5. K. Decock, S. Khelifi and M. Burgelman, "Modelling multivalent defects in thin film solar cells", Thin Solid Films, 519, pp. 7481-7484, 2011.
  6. M. Grätzel, “The light and shade of perovskite solar cells” Nature Materials, vol. 13, no.9, pp. 838–842, 2014.
  7. F. Cao, L.Bian, L. Li, “Perovskite solar cells with high-efficiency exceeding 25%: A review”, Energy Mater. Devices, vol. 2, pp. 9370018, 2024.
  8. Z. Song, S.C. Watthage, A.B. Phillips, & M. J. Heben, “Pathways toward high-performance perovskite solar cells: review of recent advances in organo-metal halide perovskites for photovoltaic applications”, Journal of Photonics for Energy, vol. 6-2, pp. 22001, 2016.
  9. A. Kojima, K. Teshima, Y. Shirai and T. Miyasaka, “Organometal halide perovskites as visible-light sensitizers for photovoltaic cells”, Journal of the American Chemical Society, vol. 131, no. 17, pp. 6050–6051, 2009.
  10. National Renewable Energy Laboratory (NREL), 2024.
APA
Ongül, F. (2024). SCAPS-1D Yazılımını Kullanarak Tersine Çevrilmiş Düzlemsel Perovskit Güneş Hücresinin Simülasyonu. Journal of Studies in Advanced Technologies, 2(1), 64-73. https://doi.org/10.63063/jsat.1484940
AMA
1.Ongül F. SCAPS-1D Yazılımını Kullanarak Tersine Çevrilmiş Düzlemsel Perovskit Güneş Hücresinin Simülasyonu. JSAT. 2024;2(1):64-73. doi:10.63063/jsat.1484940
Chicago
Ongül, Fatih. 2024. “SCAPS-1D Yazılımını Kullanarak Tersine Çevrilmiş Düzlemsel Perovskit Güneş Hücresinin Simülasyonu”. Journal of Studies in Advanced Technologies 2 (1): 64-73. https://doi.org/10.63063/jsat.1484940.
EndNote
Ongül F (June 1, 2024) SCAPS-1D Yazılımını Kullanarak Tersine Çevrilmiş Düzlemsel Perovskit Güneş Hücresinin Simülasyonu. Journal of Studies in Advanced Technologies 2 1 64–73.
IEEE
[1]F. Ongül, “SCAPS-1D Yazılımını Kullanarak Tersine Çevrilmiş Düzlemsel Perovskit Güneş Hücresinin Simülasyonu”, JSAT, vol. 2, no. 1, pp. 64–73, June 2024, doi: 10.63063/jsat.1484940.
ISNAD
Ongül, Fatih. “SCAPS-1D Yazılımını Kullanarak Tersine Çevrilmiş Düzlemsel Perovskit Güneş Hücresinin Simülasyonu”. Journal of Studies in Advanced Technologies 2/1 (June 1, 2024): 64-73. https://doi.org/10.63063/jsat.1484940.
JAMA
1.Ongül F. SCAPS-1D Yazılımını Kullanarak Tersine Çevrilmiş Düzlemsel Perovskit Güneş Hücresinin Simülasyonu. JSAT. 2024;2:64–73.
MLA
Ongül, Fatih. “SCAPS-1D Yazılımını Kullanarak Tersine Çevrilmiş Düzlemsel Perovskit Güneş Hücresinin Simülasyonu”. Journal of Studies in Advanced Technologies, vol. 2, no. 1, June 2024, pp. 64-73, doi:10.63063/jsat.1484940.
Vancouver
1.Fatih Ongül. SCAPS-1D Yazılımını Kullanarak Tersine Çevrilmiş Düzlemsel Perovskit Güneş Hücresinin Simülasyonu. JSAT. 2024 Jun. 1;2(1):64-73. doi:10.63063/jsat.1484940