Nghiên cứu mô hình và thiết kế pin mặt trời màng mỏng sử dụng lớp hấp thụ cu2znsn(sxse1 x)4

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUY NHƠN NGƠ THANH TÚ NGHIÊN CỨU MƠ HÌNH VÀ THIẾT KẾ PIN MẶT TRỜI MÀNG MỎNG SỬ DỤNG LỚP HẤP THỤ Cu2ZnSn(SxSe1-x)4 Chuyên ngành: Vật lí chất rắn Mã số: 8.44.01.04 Người hướng dẫn: TS Trần Thanh Thái LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đề tài “Nghiên cứu mô hình thiết kế pin mặt trời màng mỏng sử dụng lớp hấp thụ Cu2ZnSn(Sx Se1-x)4” cơng trình nghiên cứu khơng có chép người khác Đề tài sản phẩm mà nổ lực nghiên cứu hướng dẫn TS Trần Thanh Thái q trình tơi học tập trường Đại học Quy Nhơn Tơi xin cam đoan có vấn đề tơi xin chịu hồn tồn trách nhiệm Bình Định, ngày tháng năm 2020 Tác giả luận văn Ngô Thanh Tú LỜI CẢM ƠN Đầu tiên, Tôi xin cảm ơn sâu sắc đến Trường Đại học Quy Nhơn, lãnh đạo Khoa Vật Lý (hiện Khoa khoa học tự nhiên), Phòng Đào tạo sau đại học tạo điều kiện để tham gia học tập, nghiên cứu Tôi xin bày tỏ cảm ơn chân thành kính trọng thầy giáo TS Trần Thanh Thái, người hướng dẫn việc học, truyền cho tơi lạc quan, lịng đam mê khoa học, tinh thần học hỏi không ngừng mà cịn ln nhiệt tình giúp đỡ, động viên tơi vượt qua khó khăn tạo điều kiện thuận lợi để tơi hồn thành luận văn Tơi xin trân trọng cảm ơn lãnh đạo trường THPT Nguyễn Diêu đồng nghiệp ủng hộ tạo điều kiện thuận lợi giúp tơi hồn thành việc học tập nguyên cứu luận văn Cuối cùng, xin chân thành cảm ơn Quý Thầy/Cô giảng dạy học phần chuyên ngành, gia đình bạn bè động viên, chia sẻ kinh nghiệm hổ trợ vật chất tinh thần giúp tơi vững tâm học tập hồn thành luận văn Tôi xin chân thành cảm ơn! MỤC LỤC •• LỜI CAM ĐOAN DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ MỞ ĐẦU -1 Lý chọn đề tài -1 Mục đích nhiệm vụ nghiên cứu -2 Đối tượng phạm vi nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu -3 Chương TỔNG QUAN VỀ PIN MẶT TRỜI 1.1 Năng lượng mặt trời - lượng tương lai 1.2 Hiệu ứng quang điện - pin mặt trời 1.2.1 Hiệu ứng quang điện 1.2.2 Lịch sử phát triển pin mặt trời 1.3 Đặc tính làm việc pin mặt trời - 16 1.3.1 Đặc trưng I-V 16 1.3.2 Các thông số đặc trưng - 19 1.4 Pin mặt trời màng mỏng -21 1.4.1 Giới thiệu chung - 21 1.4.2 Cấu tạo chức lớp - 22 1.4.3 Vật liệu CZTSSe - 24 1.4.4 Tiềm phát triển PMT CZTSSe - 25 KẾT LUẬN CHƯƠNG 27 Chương PHƯƠNG PHÁP MÔ PHỎNG 28 2.1 Cơ sở phương pháp mô số 28 2.2 Phần mềm mô PMT - 30 2.3 Mơ hình chiều PMT 34 2.4 Tổn hao pin mặt trời 35 2.5 Cơ chế phát sinh tái hợp - 36 2.6 Tham số đầu vào sử dụng mô SCAPS-1D (PC-1D) 39 2.6.1 Phân tích tham số sở 39 2.6.2 Phân tích tính chất chung PMT 42 2.6.3 Phân tích đặc trưng lớp vật liệu 42 2.6.4 Phân tích trạng thái khuyết tật - 44 Chương KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN - 47 3.1 Cấu trúc pin mặt trời - 47 3.2 Thông số đầu vào mô 48 3.2.1 Hệ số hấp thụ - 48 3.2.2 Thông số vật liệu - 49 3.3 Mô pin mặt trời CZTSSe - 51 3.3.1 Ảnh hưởng hợp phần S/(S+Se) lớp hấp thụ CZTSSe - 51 3.3.2 Ảnh hưởng chiều dày lớp chức - 53 3.3.3 Ảnh hưởng nồng độ pha tạp lớp chức 61 3.3.4 Ảnh hưởng nồng độ khuyết tật khối N t lớp hấp thụ CZTSSe 66 3.4 Đánh giá hiệu lựa chọn thông số tối ưu pin CZTSSe 69 3.4.1 Thiết kế pin mặt trời CZTSSe cấu trúc đảo 69 3.5 Ảnh hưởng nhiệt độ làm việc đến hiệu pin mặt trời CZTSSe 74 KẾT LUẬN 77 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 79 QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI LUẬN VĂN THẠC SĨ (bản sao) DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT PMT Pin Mặt Trời CZTSSe Cu2ZnSn(SxSe1-x)4 CIGSSe Cu(In,Ga)(S,Se)2 ĐMTMN Điện mặt trời mái nhà CdTe Cadmium Telluride CIS CuInS2 CIAS Cu(In,Al)S2 CIGS Đồng indium gallium diselenide PEC Pin mặt trời quang điện hóa DSSC Pin mặt trời tẩm chất nhạy quang FSPD SCAPS-1D Full Spray Pyrolysys Deposition Solar Cell Capacitance Simulator in Dimention DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1 Tổng hợp số kết nghiên cứu pin mặt trời CZTSSe 26 Bảng 2.1 Phần mềm sử dụng để mô pin mặt trời .30 Bảng 2.2 Các thông số vật liệu 43 Bảng 2.3 Các thông số trạng thái khuyết tật khối 45 Bảng 3.1 Thông số đầu vào mô .49 Bảng 3.2 Các thông số quang điện pin mặt trời CZTSSe mô SCAPS-1D tỉ lệ S/(S+Se) thay đổi .52 Bảng 3.3 Các thông số quang điện pin mặt trời CZTSSe mô SCAPS-1D chiều dày lớp hấp thụ CZTSSe thay đổi 54 Bảng 3.4.Một số thông số vật liệu sử dụng mô pin mặt trời glass/ZnO/ZnS/CdS/CZTSSe/Pt 58 Bảng 3.5 Các thông số quang điện pin mặt trời CZTSSe mô SCAPS-1D chiều dày lớp đệm kép CdS/ZnS thay đổi 58 Bảng 3.6 Các thông số quang điện pin mặt trời CZTSSe mô SCAPS-1D nồng độ pha tạp NA lớp CZTSSe thay đổi 62 Bảng 3.7 Các thông số quang điện pin mặt trời mô SCAPS1D nồng độ ND lớp đệm ZnS thay đổi 65 Bảng 3.8 Các thông số quang điện pin mặt trời mô SCAPS1D Nt lớp CZTSSe 67 Bảng 3.9 So sánh thông số mẫu thực nghiệm CEL-01 mẫu thiết kế CEL-M_01 71 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ •• Hình 1.1 Tỷ lệ nguồn lượng tiêu thụ toàn cầu .4 Hình 1.2 Thị trường sử dụng pin mặt trời tồn cầu .5 Hình 1.3 Hiệu ứng quang điện -8 Hình 1.4 Các kiểu pin mặt trời hệ I -9 Hình 1.5 Một mẫu pin mặt trời đa tinh thể -9 Hình 1.6 Một mẫu pin mặt trời hệ II 10 Hình 1.7 Một mẫu pin mặt trời nano tinh thể 1 Hình 1.8 Một mẫu pin mặt trời quang điện hóa - 12 Hình 1.9 Mẫu pin mặt trời tẩm chất nhạy quang - 12 Hình 1.10 Mẫu pin mặt trời chấm lượng tử - 13 Hình 1.11 Mẫu pin mặt trời quang điện lai - 14 Hình 1.12 Cấu trúc pin mặt trời đơn lớp - Hình 1.13 Cấu trúc Pin mặt trời đa lớp CZTSSe CIGS - Hình 1.14 Sự thu hẹp vùng điện tích không gian pin mặt trời phân cực thuận không chiếu sáng 17 Hình 1.15 Giản đồ lượng pin mặt trời phân cực thuận không chiếu sáng - 17 Hình 1.16 Sự mở rộng vùng điện tích không gian pin mặt trời phân cực ngược không chiếu sáng - 18 Hình 1.17 Giản đồ lượng pin mặt trời phân cực ngược không chiếu sáng - 19 Hình 1.18 Đặc trưng I-V pin mặt trời lý tưởng cho trạng thái không chiếu sáng (tối) chiếu sáng - 19 Hình 1.19 a) Cấu trúc thuận b) Cấu trúc đảocủa pin mặt trời màng mỏng CZTSSe - 24 Hình 1.20 Cấu trúc tinh thể vật liệu CZTSSe - 25 Hình 2.1 Quy trình mơ hình hóa để cải thiện hiệu suất quang điện 29 Hình 2.2 Giao diện sử dụng phần mềm SCAPS-1D 31 Hình 2.3 Giao diện thiết kế mơ hình lớp pin mặt trời phần mềm SCAPS-1D 32 Hình 2.4 Giao diện thiết lập thơng số đầu vào lớp pin mặt trời phần mềm SCAPS-1D - 33 Hình 2.5 Giao diện hiển thị kết thông đầu pin mặt trời phần mềm SCAPS-1D - 33 Hình 2.6 Sơ đồ tương đương pin mặt trời thực 34 Hình 2.6 a) Ánh sáng mặt trời tới trái đất b) Một số phổ chuẩn 40 Hình 2.7 Phổ hấp thụ lớp pin mặt trời CZTSSe - 44 Hình 2.8 Các trạng thái chuyển tiếp cặp điện tử lỗ trống - 45 Hình 3.1 Cấu trúc pin mặt trời màng mỏng cấu trúc đảo glass/TCO/ lớp đệm/ CZTSSe /Me - 47 Hình 3.2 Mơ hình mơ SCAPS-1D pin mặt trời cấu trúc đảo glass/ZnO/lớp đệm/CZTSSe/Me - 48 Hình 3.3 Phổ hấp thụ lớp chức ZnO, CdS Cu2ZnSn(SxSe1x)4 (với x thay đổi từ đến 1) - 48 Hình 3.4 Sự thay đổi (a) điện áp hở mạch, (b) mật độ dòng ngắn mạch, (c) hệ số lấp đầy (d) hiệu suất chuyển đổi theo tỉ lệ S/(S+Se) - 52 Hình 3.5 Sự thay đổi (a) điện áp hở mạch, (b) mật độ dòng ngắn mạch, (c) hệ số lấp đầy (d) hiệu suất chuyển đổi theo ỗCZTSSe .55 Hình 3.6 Sự thay đổi hiệu suất lượng tử EQE theo ỗCZTSSe 56 Hình 3.7 Sự thay đổi (a) điện áp hở mạch, (b) mật độ dòng ngắn mạch, (c) hệ số lấp đầy (d) hiệu suất chuyển đổi theo ỗCdS:ZnS Hình 3.8 Giản đồ lượng pin CZTSSe nhận từ mô SCAPS-1D hai trường hợp: (a) CEL-S (b) CEL-D -60 Hình 3.9 Sự thay đổi (a) điện áp hở mạch, (b) mật độ dòng ngắn mạch, (c) hệ số lấp đầy (d) hiệu suất chuyển đổi theo NA lớp hấp thụ CZTSSe -63 Hình 3.10 Sự thay đổi (a) điện áp hở mạch, (b) mật độ dòng ngắn mạch, (c) hệ số lấp đầy (d) hiệu suất chuyển đổi theo ND lớp đệm ZnS -66 Hình 3.11 Sự thay đổi (a) mật độ dòng ngắn mạch, (b) hệ số lấp đầy, (c) điện áp hở mạch (d) hiệu suất chuyển đổi theo Nt lớp hấp thụ CZTSSe -68 Hình 3.12 Sự thay đổi hiệu suất lượng tử EQE theo Nt lớp hấp thụ CZTSSe -69 Hình 3.13 Đặc trưng J-Vsáng pin mặt trời glass/ZnO:In/CdS/CZTSSe/Ag thiết kế mô SCAPS-1D -70 Hình 3.14 Đặc trưng J-V sáng pin mặt trời chế tạo thử nghiệm CEL-0171 Hình 3.15 Kết fitting đặc trưng J-V mẫu CEL-01 72 Hình 3.16 Ảnh hưởng nhiệt độ làm việc T tới đặc trưng J-V pin CZTSSe -74 Hình 3.17 Sự thay đổi (a) mật độ dịng ngắn mạch, (b) hệ số lấp đầy, (c) điện áp hở mạch (d) hiệu suất chuyển đổi theo theo nhiệt độ làm việc T 75 Mẫu Nồng độ acceptor (cm-3) M57 M58 M59 M60 M61 M62 M63 M64 M65 M66 M67 M68 Điện áp hở Mật độ dòng ngắn Hệ số lấp mạch (mV) mạch (mA/cm2) đầy (%) Hiệu suất (%) 1.1012 736,2 7,67 46,32 2,51 2.1012 725,5 7,54 46,27 2,43 4.1012 710,4 7,32 46,21 2,38 8.1012 698,5 7,10 46,07 2,29 1.1013 691,8 6,91 44,17 2,26 2.1013 684,1 6,86 42,16 2,23 4.1013 678,4 6,76 41,58 2,20 8.1013 664,2 6,01 40,13 2,14 1.1014 651,8 5,56 39,89 2,09 2.1014 644,1 5,23 39,65 1,95 4.1014 630,3 4,67 39,42 1,78 8.1014 624,2 4,27 39,22 1,63 8-1 7- Ẹ o E 6o -> 5- 10 13 Nt (cm ) -3 1015 Hình 3.11 Sự thay đổi (a) mật độ dòng ngắn mạch, (b) hệ số lấp đầy, (c) điện áp hở mạch (d) hiệu suất chuyển đổi theo Nt lớp hấp thụ CZTSSe Từ hình 3.11 thấy thơng số J sc, Voc, FF phụ thuộc mạnh vào nồng độ khuyết tật khối Nt lớp hấp thụ CZTSSe Theo nguyên nhân làm cho Voc Jsc giảm mạnh với gia tăng Nt trình tái hợp xảy mạnh mức lượng định xứ hình thành khuyết tật Từ dẫn đến làm xuất dòng điện rò lớn nên Jsc giảm mạnh Voc Kết làm cho hiệu suất chuyển đổi giảm đáng kể Hình 3.12 biểu diễn ảnh hưởng Nt đến hiệu suất lượng tử EQE pin CZTSSe Trong dải bước sóng từ 300 đến 900 nm hiệu suất hấp thụ giảm mạnh với gia tăng nồng độ khuyết tật N t lớp hấp thụ CZTSSe Khi N t = 1.10 cm hiệu suất lượng tử đạt giá trị hấp thụ lớn 91%, pin có đáp ứng 12 -3 vừa phải với xạ tử ngoại đáp ứng mạnh với xạ nhìn thấy xạ đỏ Sự tổn hao vùng tử ngoại phổ ánh sáng đến điều chỉnh lựa chọn hạt tải lớp bán dẫn n Khi N t gia tăng từ 1.10 đến 8.10 cm 13 hiệu suất lượng tử EQE giảm 14 -3 Hình 3.12 Sự thay đổi hiệu suất lượng tử EQE theo Nt lớp hấp thụ CZTSSe Từ hình 3.12, dễ dàng nhận thấy hiệu suất lượng tử giảm đáng kể N t gia tăng vùng lớp hấp thụ Kết dẫn đến suy giảm mạnh thông số quang điện pin Do vậy, yêu cầu phải kiểm sốt nồng độ khuyết tật Nt cơng nghệ chế tạo lớp hấp thụ Từ kết trên, với công nghệ chế tạo pin mặt trời CZTSSe phương pháp FSPD để đạt hiệu suất > 2,20 % cần phải kiểm soát nồng độ khuyết tật khối lớp hấp thụ phạm vi tối ưu Nt = 1.10 12 4.10 cm 13 -3 3.4 ĐÁNH GIÁ HIỆU NĂNG VÀ LựA CHỌN THÔNG SỐ TỐI ƯU PIN CZTSSe 3.4.1 Thiết kế pin mặt trời CZTSSe cấu trúc đảo Từ kết khảo sát nhận mục 3.3, lựa chọn số thông số vật liệu thông số cấu trúc phù hợp sử dụng để thiết kế pin mặt trời glass/ZnO/ZnS/CdS/CZTSSe/Pt phù hợp sử dụng phương pháp chế tạo phun phủ nhiệt phân toàn phần FSPD, cụ thể sau: Ký Đơn Lớp vật liệu hiệu vị ZnO CdS ZnS CZTSSe Chiều dày ỗ pm 0,25 0,06 0,09 1,80 Độ rộng vùng cấm Eg eV 3,37 2,45 3,7 Ái lực điện tử X eV 4,65 4,3 4,5 1,18 4,4 Nồng độ tạp chất donor ND cm-3 0,8 1017 1,0.1016 1,5 1016 Nồng độ tạp chất acceptor NA cm-3 0 Thông số 0,55 1016 Kết mô đặc trưng J-V sáng thông số quang điện pin mặt trời glass/ZnO/ZnS/CdS/CZTSSe/Pt (ký hiệu CEL-M_01) trình bày hình 3.13 Hình 3.13 Đặc trưng J-V sáng pin mặt trời glass/ZnO:In/CdS/CZTSSe/Ag thiết kế mô SCAPS-1D Mặt khác, để đánh giá hiệu pin thiết kế nêu trên, thực chế tạo thử nghiệm pin mặt trời màng mỏng cấu trúc đảo glass/ZnO/ZnS/CdS/CZTSSe/Pt phương pháp phun phủ nhiệt phân tồn phần FSPD (Phịng Thí nghiệm Phân tích Đo lường vật lý - ĐHBK Hà Nội hỗ trợ thực nghiệm này) Quy trình cơng nghệ chế tạo FSPD trình bày [2] Pin mặt trời chế tạo thử nghiệm ký hiệu CEL-01 Hình 3.14 thể đặc trưng J-V sáng pin chế tạo thử nghiệm CEL-01 73 6-1 AM1.5 3- V = 685,7 J =trời chế tạo thử p Hình 3.14 Đặc trưng J-V sáng pin mV mặt nghiệm CEL-01 OC CM p < SC 6,93 mA/cm2 FF = p' 43,62% 0- / n = 2,09% Kết so sánh thông số quang điện mẫu thiết kế CEL-M_01 “5 -3- mẫu pin chế tạo thử nghiệm CEL-01 thể bảng 3.9 CEL-01 Bảng 3.9 So sánh thông -6- số mẫu thực nghiệm CEL-01 mẫu thiết kế CEL-M_01 0.0-0.000030^ ũ0 Thông số -200 Đơn vị —I -' 1— Loại mẫu —I— 600 200 400 V (mV) Thực nghiệm Sai —I 800 Thiết kế lệch CEL-01 CEL-M_01 (%) mV 685,7 699,7 mA/cm2 6,93 7,12 2,0 2,67 Hệ số lấp đầy (FF) % 43,62 46,16 5,5 Hiệu suất (n) % 2,09 2,30 10,05 Điện áp hở mạch (VOC) Mật độ dòng điện ngắn mạch (JSC) Kết bảng 3.9 cho thấy, thơng số quang điện có độ sai lệch lớn 10,5% (đối với J SC) nhỏ 2,0% (đối với V OC) mẫu pin chế tạo thử nghiệm CEL-01 mẫu pin thiết kế CEL-M_01 mơ Có thể thấy, cịn có sai lệch đáng kể thiết kế lý thuyết thực nghiệm kết đạt cho thấy phương pháp mô giải pháp hỗ trợ tốt cho thực nghiệm chế tạo pin CZTSSe công nghệ FSPD Đánh giá hoàn toàn tương đồng với nhận định S.O Oyedele cộng [16] so sánh chế tạo thực nghiệm thiết kế pin CIGS SCAPS-1D Để tìm hiểu chất trình vật lý xảy bên mẫu thực nghiệm CEL-01 làm sở để cải tiến thực nghiệm, sử dụng phương pháp mơ SCAPS-1D để khảo sát Hình 3.15 so sánh đặc trưng JV mẫu thử nghiệm CEL-01 (đường (a)) mẫu fitting CEL-F_01 74 75 720-1 8.01 b 680640 7.5í\ > 600E, ■ 560 > P 7n 520- Ễ 7.0 ■ V V T T T T y Ọ OT ■ “ĩ 480- 6.5- 440400280 -1 320 340 360 380 400 420 6.0-1 -. -. -1 -. -. -1- -. -. -1- -. -. -1 280 300 320 340 360 380 400 420 440 T (K) T (K) 2.2-1 1.0-1 -> -1 -> -> -1 -> 1- -> -1 -> -> -> -1 280 300 320 340 360 380 400 420 440 T (K) KẾT LUẬN Trên sở kết nghiên cứu đạt luận văn, đưa kết luận sau: Đã thiết kế thành công cấu trúc tối ưu pin mặt trời màng mỏng cấu trúc đảo glass/ZnO:In/ZnS/CdS/CZTSSe/Pt sử dụng lớp đệm kép phương pháp mô SCAPS-1D bước đầu chế tạo thử nghiệm thể đáp ứng phù hợp thiết kế thực nghiệm, kết cụ thể sau: Đã thu thập thông số mô pin mặt trời màng mỏng cấu trúc đảo glass/ZnO:In/ZnS/CdS/CZTSSe/Pt Đã khảo sát ảnh hưởng hợp phần S/S+Se, chiều dày, nồng độ pha tạp khuyết tật khối lớp hấp thụ CZTSSe; chiều dày nống độ pha tạp lớp đệm kép CdS/ZnS Khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ làm việc đến hiệu pin phạm vi T = 300 420 K cho thấy mức suy hao hiệu suất chuyển đổi quang điện theo nhiệt độ khoảng -0,76%/K Khảo sát khả sử dụng lớp đệm kép CdS/ZnS cho pin CZTSSe cho thấy sử dụng thêm lớp đệm ZnS có độ rộng vùng cấm cao CdS cải thiện dải lượng liên kết với ZnO làm tăng lượng photon đến tiếp xúc CdS/CZTSSe đồng thời làm giảm tái hợp phân biên nên làm tăng hiệu suất lượng tử Có thể đánh giá kết triển vọng cho nghiên cứu sử dụng lớp đệm kép ZnS/CdS thay CdS cho pin mặt trời CZTSSe hiệu suất cao Các kết nhận được: J Đã xác định thơng số công nghệ tối ưu cho pin mặt trời màng mỏng cấu trúc đảo glass/ZnO:In/ZnS/CdS/CZTSSe/Pt : o Lớp cửa sổ ZnO: ỗ = 250 nm; Eg = 3,37 eV; ND = 2,1.10 cm 16 -3 o Lớp đệm kép CdS/ZnS: ỗ = 120 nm; Eg = 1,45 eV; ND = 2.10 cm 16 -3 o Lớp hấp thụ CZTSSe: ỗ = 1,8 gm, Eg = 1,18 eV, NA = 5,5.10 cm , Nt = 2.10 cm 15 -3 13 -3 J Kết mô đạt thông số quang điện cao nhất: Voc = 699,7 mV, Jsc = 7,12 mA/cm , FF = 46,16 % n = 2,30 % J Kết chế tạo thử nghiệm pin mặt trời màng mỏng cấu trúc đảo glass/ZnO:In/ZnS/CdS/CZTSSe/Pt công nghệ FSPD đạt thông số quang điện cao nhất: Voc = 685,7 mV, Jsc = 6,93 mA/cm , FF = 43,62 % n = 2,09 % Các kết luận văn cho phép mở khả sử dụng phương pháp mô SCAPS-1D phương pháp thiết kế hữu hiệu để hỗ trợ cho thực nghiệm chế tạo pin mặt trời màng mỏng cấu trúc đảo có hiệu suất cao giá thành thấp DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO •• Tài liệu tiếng Việt [1] Võ Thạch Sơn (2001), “Linh kiện bán dẫn vi điện tử”, NXB KHKT [2] Trần Thanh Thái (2012), “Nghiên cứu vật lý công nghệ PMT màng mỏng cấu trúc đảo Glass/ZnO:In/CdS/CuInS2/Metal chế tạo phương pháp phun phủ nhiệt phân toàn phần (FSPD)”, Luận án tiến sỹ - Vật lý kỹ thuật [3] Phạm Anh Tuân (2017), “Nghiên cứu chế tạo pin mặt trời Cu(Zn,Sn) (S,Se)2 Cu(In,Ga)(S,Se)2”, Luận án tiến sĩ khoa học vật liệu Tài liệu tiếng Anh [4] Anh-Tuan Pham, Ngoc-Phan Vu, Duc-Huy Tran, Anh-Dung Dang Viet, Xuan-Quang Nguyen, Duy-Cuong Nguyen, (2016), “Fabrication of Cu(In,Ga)(S,Se)2 solar cells by solution methods”, Journal of Electronic Material, DOI: 10.1007/s11664-016-5236-4 [5] Abdellah Benami (2019), “Effect of CZTS Parameters on Photovoltaic Solar Cell from Numerical Simulation”, Journal of Energy and Power Engineering 13 (2019) 32-36 [6] CJ Hages , Carter, NJ , Agrawal, R , (2016)"General quantum efficiency analysis for non-ideal solar cells: Cu 2ZnSnSe4 case", Journal of Applied Physics, vol 119, no 1, p 014505 [7] C Steinhagen , Panthani, MG , Akhavan, V , Goodfellow, B , Koo, B , Korgel, BA ,(2009)"Synthesis of Cu2ZnSnS4 nanocrystals for use in low cost photoelectricity", Journal of the American Chemical Society, vol 131, pages 12554-12555 [8] Dongwook Lee and Kijung Yong (2014), “Solution-processed Cu2ZnSnS4 superstrate solar cell using vertically aligned ZnO nanorods”, Nanotechnology 25 (2014) 065401 (8pp) [9] Frisk, C, Doctoral Thesis (2017), “Modeling and electrical characterization of Cu(In,Ga)Se2 and Cu2ZnSnS4 solar cells”, Uppsala University, SE-75121 Uppsala, Sweden [10] H Katagiri , Sasaguchi, N , Hando, S , Hoshino, S , Ohashi, J , Yokota, T ,(1997)"Preparation and evaluation of Cu2ZnSnS4 thin films by sulfide EB-volatile precursor", Solar Materials and Solar Cells, vol 49, pp 407 - 414 [11] Ito, K (2015), Copper Zinc Tin Sulfide-Based Thin-Film Solar Cells [12] ISE-Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems, (2016), Photovoltaics Report [13] J L Barden, M L Mellish, B T Murphy, N Slater-thompson, D Peterson, and P.Lindstrom, (2013), “International Energy Outlook 2013” [14] J.L Gray (1991),“ADEPT: a general purpose numerical device simulator for modeling solar cells in one-, two-, and threedimensions”, In Photovoltaic Specialists Conference, Conference Record of the Twenty Second IEEE, pp 436-438 [15] J Peng, L Lu, and H Yang (2013), “Review on life cycle assessment of energy payback and greenhouse gas emission of solar photovoltaic systems,” Renew Sustain Energy Rev., vol 19, pp 255-274, Mar 2013 [16] Kentaro, I (2015) “Copper Zinc Tin Sulfide-Based Thin-Film Solar Cells” New York: John Wiley & Sons [17] Lhoussayne Et-taya, Touria Ouslimane, Abdellah Benami (2020), Numerical analysis of earth-abundant Cu2ZnSn(SxSe1-x)4 solar cells based on Spectroscopic Ellipsometry results by using SCAPS-1D, Solar Energy 201, 827-835 [18] M ZHONG, S LIU, H LI, C LI (2018), “Superstrate-type Cu2ZnSnS4 solar cells without sulfurization fabricated by spray pyrolysis”, Chalcogenide Letters Vol 15, No 3, March 2018, p 133 - 137 [19] Nguyen Duc Hieu, Tran Thanh Thai, Luu Thi Lan Anh, Vu Thi Bich, Vo Thach Son (2011), “The role of the CdS buffer layer in all-spray ZnO/CdS/Cu(In,Al)S2 solar cells”, Proceedings of the Sixth VietnamKorea International Joint Symposium Hanoi, Nov 14 - 15, 2011, pp 181-184, ISBN: 878-604-911-113-6 [20] New world Record, (2014), “New world record for solar cell efficiency at 46% French-German cooperation confirms competitive advantage of European photovoltaic industry”, Fraunhofer ISE [21] Oyedele, S O., Aka, B (2017), “Numerical simulation of varied buffer layer of solar cells based on CIGS”, Modeling and Numerical Simulation of Material Science 7, pp 33-45 [22] Paetel, S., (2016), Roadmap CIGS towards 25 % Efficiency, Zent Fur Sonnenenergie- und Wasserstoff-forsch Baden-wurttemb [23] Q Guo , Hillhouse, HW , Agrawal, R , (2009)"Synthesis of ZnSnS4Cu2 nanocrystalline ink and its use in solar cells", Journal of the American Chemical Society, vol 131, no 33, pages 11672 - 11673 [24] Rafee Mahbub, Md Saidul Islam, Farhana Anwar, Sakin Sarwar Satter, Saeed Mahmud Ullah (2016), “Simulation of CZTS thin film solar cell for different buffer layers for high efficiency performance”, South Asian Journal of Engineering and Technology Vol.2, No.52 (2016) 1-10 [25] S Selberherr (2013),“Analysis and simulation of semiconductor devices”, Springer, New York [26] Smestad, G P., (2002), Optoelectronics of Solar Cells, SPIE Press [27] Sze and K K NG, (2007), Physics of Semiconductor Device, Wiley [28] Sudipto Saha, MD Zubair Ebne Rafique, M M Shahidul Hassan (2016), Performance of CZTSxSe1-x Solar Cell with Various Mole Fractions of Sulfur for Different Buffer Layers, 4th International Conference on the Development in the in Renewable Energy Technology (ICDRET-2016) [29] Thai, T T., N D Hieu, L T L Anh, P P Hung, V T Son, and V T Bich, (2012), Fabrication and characteristics of fully-sprayed ZnO/CdS/CuInS2 solar cells, J Korean Phys Soc., vol 61, no 9, p 1494 [30] T Magorian Friedlmeier , Wieser, N , Walter, T , Dittrich, H , Schock, HW , (1997)"Allergies based on Cu2ZnSnS4 and Cu2ZnSnSe4 thin films", in Europe's 14th PVSEC [31] T Gokmen , Gunawan, O , Todorov, TK Mitzi, DB ,(2013)"Limiting Performance and Strips in Kesterite Solar Cells", Applied Physical Letter, vol 103, p 103506 [32] Wang, W., M T Winkler, O Gunawan, T Gokmen, T K Todorov, Y Zhu, and D.B Mitzi, (2014), Device characteristics of CZTSSe thin-film solar cells with 12.6% efficiency, Adv Energy Mater., vol 4, no 7, p 10301465 [33] Wurfel, P (2005), “Physics of Solar Cells ”, Germany, Wiley-VCH [34] Xiaolei Liu, Xiaojing Hao, Shujuan Huang, Gavin Conibeer, “Numerical Modeling of CZTS solar cell, School of Photovoltaic and Renewable Energy Engineering, University of New South Wales, Sydney, NSW 2052, Australia [35] Statistical Review of World Energy, https://www.bp.com/content/dam/bp/en/corporate/pdf/energyeconomics/statistical-review/bp-statsreview-2018-full-report.pdf [cited 15/11/2018] [36] Global Market Outlook for Solar Power/2018-2022, http://www.solarpowereurope.org/wpcontent/uploads/2018/09/Global -Market- Outlook-2018-2022.pdf 2018 [cited 29/11/2018] [37] http://vanban.chinhphu.vn [cited 6/4/2020] [38] https://vi.wikipedia.org/wiki/ Điện mặt trời điện gió Fujiwara Bình Định [cited 15/6/2019] [39] http://www.pecc1.com.vn/d4/news/Cong-nghe-va-ky-thuat-cua- quangdien-8-1351.aspx[cited 13/9/2020] [40] http://vecea.vn/tin-tuc/t460/cac-the-he-pin-mat-troi.html [cited 12/8/2020] [41] https://givasolar.com.vn/cac-loai-pin-nang-luong-mat-troi-va-ungdung-cua-pin-mat-troi/[cited 15/12/2019] [42] http://moitruong24h.vn/pin-mat-troi-la-cay.html [cited 15/7/2020] [43] https://evn.com.vn/c2/nang-luong-tai-tao/Nang-luong-tai-tao-141.aspx [cited 5/9/2020] ... tượng phạm vi nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu: Pin mặt trời màng mỏng sở lớp hấp thụ Cu2ZnSn(SxSe1- x)4 Phạm vi nghiên cứu: Nghiên cứu mơ hình hóa thiết kế phần tử pin mặt trời màng mỏng cấu trúc... muốn nghiên cứu pin mặt trời màng mỏng sở hệ vật liệu Cu 2ZnSn(SxSe1 -x)4 nên chọn đề tài luận văn: ? ?Nghiên cứu mơ hình thiết kế pin mặt trời màng mỏng sử dụng lớp hấp thụ Cu2ZnSn(SxSe1- x)4? ?? Mục... Ứng dụng nhiều đa dạng pin mặt trời màng mỏng - Đưa vào ứng dụng loại pin mặt trời sở vật liệu CZTSSe, pin mặt trời nhuộm màu, pin mặt trời hữu v.v - Nghiên cứu sử dụng cấu trúc pin mặt trời