Analyse Et Optimisation Des Caractéristiques Des Semi Conducteurs Pour Les Applications Photovoltaïques

Résumé: Les cellules solaires pérovskites hybrides organiques-inorganiques ont récemment été développées à un rythme sans précédent en tant que technologie émergente de cellules solaires, avec un rendement de conversion de puissance (PCE) certifié (23,7 %) dépassant les concurrents conventionnels à couches minces. Cependant, la faible stabilité à long terme et la toxicité du Pb constituent des obstacles majeurs à sa commercialisation. Les calculs théoriques et les processus expérimentaux de recherche et d'erreur ont récemment visé à trouver des pérovskites alternatives, y compris des pérovskites d'halogénures inorganiques (CsPbI3, CsPbIBr2, etc.), des pérovskites doubles d'halogénures inorganiques (Cs2AgBiBr6, etc.), et des pérovskites simples de chalcogénures (BaZrS3, etc.). Cependant, leurs propriétés matérielles sont inférieures à celles de la pérovskite hybride en termes de performance des cellules et de toxicité des matériaux. Ici, une classe de pérovskites doubles de chalcogénures sans plomb A2M(III)M(V)X6 [A = Ba+2 ; M(III) = Bi+3 ou Sb+3 ; M(V) = Nb+5, Ta+5 ; X= S-2] a fait l'objet d'une étude approfondie en ce qui concerne sa stabilité et ses propriétés électroniques et optiques. Les calculs de premiers principes sur les bandes interdites, l'absorption optique et les rendements idéaux de conversion d'énergie ont conduit à la sélection de deux pérovskites doubles chalcogénures stables qui présentent des propriétés optoélectroniques supérieures, c'est-à-dire des bandes interdites quasi-directes, des masses effectives d'électrons et de trous équilibrées et une forte absorption optique en raison du caractère fortement anti-liaison à la fois au maximum de la bande de valence (VBM) et au minimum de la bande de conduction (CBM). En outre, la réponse optique des composés a été examinée dans la gamme d'énergie de 0 eV à 55 eV en termes de fonctions diélectriques, de réflectivité optique, d'indice de réfraction, de coefficient d'extinction, de conductivité optique et de perte d'énergie des électrons. Les résultats optiques calculés indiquent que tous les composés présentent une anisotropie de polarisation optique. Il est également observé que nos composés se situent dans la région UV et que ces matériaux peuvent être de bons candidats pour les photodétecteurs UV, les émetteurs de lumière UV et les applications d'électronique de puissance en raison de leurs limites d'absorption fondamentales et de leurs pics d'absorption les plus élevés. En résumé, nous avons utilisé des méthodes de mutation chimique pour modifier les propriétés des pérovskites à sulfure double afin de concevoir des pérovskites stables et sans plomb pour les applications photovoltaïques

Publié dans la revue: