Розробка способу підвищення ефективності плівкових сонячних елементів CdS/CdTe/Cu/Au, призначених для резервного живлення систем безпеки і контролю об'єктів

Автор(и)

  • Natalya Deyneko Національний університет цивільного захисту України вул. Чернишевська, 94, м. Харків, Україна, 61023, Україна https://orcid.org/0000-0001-8438-0618
  • Alexander Zhuravel Науково-дослідний, проектно-конструкторський та технологічний інститут мікрографії пров. Академіка Підгорного, 1/60, м. Харків, Україна, 61046, Україна https://orcid.org/0000-0002-0165-268X
  • Liudmyla Mikhailova Подільський державний аграрно-технічний університет вул. Шевченка, 13, м. Кам’янець-Подільський, Україна, 32316, Україна https://orcid.org/0000-0002-3419-5446
  • Elena Naden Національний університет цивільного захисту України вул. Чернишевська, 94, м. Харків, Україна, 61023, Україна https://orcid.org/0000-0002-3488-0662
  • Arthur Onyshchenko Національний транспортний університет вул. М. Омеляновича-Павленка, 1, м. Київ, Україна, 01010, Україна https://orcid.org/0000-0002-1040-4530
  • Alexander Savchenko Національний університет цивільного захисту України вул. Чернишевська, 94, м. Харків, Україна, 61023, Україна https://orcid.org/0000-0002-1305-7415
  • Victor Strelets Національний університет цивільного захисту України вул. Чернишевська, 94, м. Харків, Україна, 61023, Україна https://orcid.org/0000-0002-9109-8714
  • Yevhen Yurevych Науково-дослідний, проектно-конструкторський та технологічний інститут мікрографії пров. Академіка Підгорного, 1/60, м. Харків, Україна, 61046, Україна https://orcid.org/0000-0001-7695-5397

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2020.220489

Ключові слова:

телурид кадмію, підвищення ефективності, резервне живлення, системи безпеки і контролю, надзвичайна ситуація

Анотація

Проведено дослідження впливу товщини шару телуриду кадмію на ефективність плівкових сонячних елементів CdS/CdTe/Cu/Au. Досліджені фізичні механізми зарядопереносу у сонячних елементах CdS/CdTe/Cu/Au, призначених для використання в якості резервного живлення систем безпеки і контролю об’єктів. Це важливо, тому що, незважаючи на зростання популярності використання сонячних елементів, ефективність лабораторних зразків значно відрізняється від теоретичного максимуму. Таким чином встановлено, що оптимальна товщина базового шару плівкових СЕ CdS/CdTe/Cu/Au становить 4 мкм. При зменшенні товщини шару телуриду кадмію ефективність такої приладової структури знижується. Зниження ефективності відбувається в результаті зменшення шунтуючого електроопору, зростання щільності діодного струму насичення і послідовного електроопору. При збільшенні товщини шару телуриду більше 4 мкм спостерігається також зниження ефективності сонячного елементу за рахунок зменшення шунтуючого і зростання послідовного електроопорів. Погіршення зазначених світлових діодних характеристик СЕ CdS/CdTe/Cu/Au, яке відбувається при зменшенні товщини базового шару більш ніж 4 мкм, обумовлено дифузією міді з контакту в область сепаруючого бар'єру. Погіршення світлових діодних характеристик при збільшенні товщини базового шару телуриду кадмію пов'язане зі зниженням позитивного впливу «хлоридної» обробки. Дослідженні фізичні механізмів зарядопереносу в сонячних елементах CdS/CdTe/Cu/Au дало можливість встановити висоту тильного потенційного бар'єру. В досліджуваних зразках висота тильного потенційного бар'єру становить 0,3 еВ. Наявність цього бар'єру призводить до термоемісійного механізму зарядопереносу в таких сонячних елементах при прикладанні прямого зміщення понад 1В

Біографії авторів

Natalya Deyneko, Національний університет цивільного захисту України вул. Чернишевська, 94, м. Харків, Україна, 61023

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра спеціальної хімії та хімічних технологій

Alexander Zhuravel, Науково-дослідний, проектно-конструкторський та технологічний інститут мікрографії пров. Академіка Підгорного, 1/60, м. Харків, Україна, 61046

Провідний інженер-технолог

Liudmyla Mikhailova, Подільський державний аграрно-технічний університет вул. Шевченка, 13, м. Кам’янець-Подільський, Україна, 32316

Кандидат технічних наук, професор

Кафедра електротехніки, електромеханіки і електротехнологій

Elena Naden, Національний університет цивільного захисту України вул. Чернишевська, 94, м. Харків, Україна, 61023

Кандидат юридичних наук

Кафедра наглядово-профілактичної діяльності

Arthur Onyshchenko, Національний транспортний університет вул. М. Омеляновича-Павленка, 1, м. Київ, Україна, 01010

Доктор технічних наук, доцент

Кафедра мости, тунелі і гідротехнічні споруди

Alexander Savchenko, Національний університет цивільного захисту України вул. Чернишевська, 94, м. Харків, Україна, 61023

Кандидат технічних наук, старший науковий співробітник

Кафедра наглядово-профілактичної діяльності

Victor Strelets, Національний університет цивільного захисту України вул. Чернишевська, 94, м. Харків, Україна, 61023

Доктор технічних наук, старший науковий співробітник

Науковий відділ з проблем цивільного захисту та техногенно-екологічної безпеки науково-дослідного центру

Yevhen Yurevych, Науково-дослідний, проектно-конструкторський та технологічний інститут мікрографії пров. Академіка Підгорного, 1/60, м. Харків, Україна, 61046

Заступник директора

Посилання

  1. CHEMICAL SECURITY. DHS Could Use Available Data to Better Plan Outreach to Facilities Excluded from Anti-Terrorism Standards. GAO-20-722. Available at: https://www.gao.gov/assets/710/709739.pdf
  2. Webb, R. (2019). Warehouse Risk Management: Is Your Facility Secure? ClearRisk. Available at: https://www.clearrisk.com/risk-management-blog/is-your-warehouse-secure
  3. Patru, G.-C., Tranca, D.-C., Costea, C.-M., Rosner, D., Rughinis, R.-V. (2019). LoRA based, low power remote monitoring and control solution for Industry 4.0 factories and facilities. 2019 18th RoEduNet Conference: Networking in Education and Research (RoEduNet). doi: https://doi.org/10.1109/roedunet.2019.8909499
  4. Gaol, F. L., Soewito, B. (2015). Selected Peer-Reviewed Articles from the 3rd International Conference on Internet Services Technology and Information Engineering 2015 (ISTIE 2015), Discovery Kartika Plaza Hotel, Kuta, Bali, Indonesia, 30–31 May, 2015. Advanced Science Letters, 21 (10), 2947–2951. doi: https://doi.org/10.1166/asl.2015.6431
  5. Stallings, W. (2017). Physical Security Essentials. Computer and Information Security Handbook, 965–979. doi: https://doi.org/10.1016/b978-0-12-803843-7.00069-7
  6. Yang, D., Yin, H. (2011). Energy Conversion Efficiency of a Novel Hybrid Solar System for Photovoltaic, Thermoelectric, and Heat Utilization. IEEE Transactions on Energy Conversion, 26 (2), 662–670. doi: https://doi.org/10.1109/tec.2011.2112363
  7. Gaur, A., Tiwari, G. N. (2013). Performance of Photovoltaic Modules of Different Solar Cells. Journal of Solar Energy, 2013, 1–13. doi: https://doi.org/10.1155/2013/734581
  8. Van de Kaa, G., Rezaei, J., Kamp, L., de Winter, A. (2014). Photovoltaic technology selection: A fuzzy MCDM approach. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 32, 662–670. doi: https://doi.org/10.1016/j.rser.2014.01.044
  9. Khrypunov, G., Vambol, S., Deyneko, N., Sychikova, Y. (2016). Increasing the efficiency of film solar cells based on cadmium telluride. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 6 (5 (84)), 12–18. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2016.85617
  10. Bolbas, O., Deyneko, N., Yeremenko, S., Kyryllova, O., Myrgorod, O., Soshinsky, O. et. al. (2019). Degradation of CdTe SC during operation: modeling and experiment. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 6 (12 (102)), 46–51. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2019.185628
  11. Deyneko, N., Kovalev, P., Semkiv, O., Khmyrov, I., Shevchenko, R. (2019). Development of a technique for restoring the efficiency of film ITO/CdS/CdTe/Cu/Au SCs after degradation. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 1 (5 (97)), 6–12. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2019.156565
  12. Guanggen, Z., Jingquan, Z., Xulin, H., Bing, L., Lili, W., Lianghuan, F. (2013). The effect of irradiation on the mechanism of charge transport of CdTe solar cell. 2013 IEEE 39th Photovoltaic Specialists Conference (PVSC). doi: https://doi.org/10.1109/pvsc.2013.6745054
  13. Deyneko, N. (2020). Study of Methods for Producing Flexible Solar Cells for Energy Supply of Emergency Source Control. Materials Science Forum, 1006, 267–272. doi: https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/msf.1006.267
  14. Singh, G. K. (2013). Solar power generation by PV (photovoltaic) technology: A review. Energy, 53, 1–13. doi: https://doi.org/10.1016/j.energy.2013.02.057
  15. Chien, Z.-J., Cho, H.-P., Jwo, C.-S., Chien, C.-C., Chen, S.-L., Chen, Y.-L. (2013). Experimental Investigation on an Absorption Refrigerator Driven by Solar Cells. International Journal of Photoenergy, 2013, 1–6. doi: https://doi.org/10.1155/2013/490124
  16. Huang, B.-J., Chen, C.-W., Hsu, P.-C., Tseng, W.-M., Wu, M.-S. (2012). Direct battery-driven solar LED lighting using constant-power control. Solar Energy, 86 (11), 3250–3259. doi: https://doi.org/10.1016/j.solener.2012.07.028
  17. Chen, Y.-L., Yu, C.-W., Chien, Z.-J., Liu, C.-H., Chiang, H.-H. (2014). On-Road Driver Monitoring System Based on a Solar-Powered In-Vehicle Embedded Platform. International Journal of Photoenergy, 2014, 1–12. doi: https://doi.org/10.1155/2014/309578
  18. Moeslund, T. B., Hilton, A., Krüger, V. (2006). A survey of advances in vision-based human motion capture and analysis. Computer Vision and Image Understanding, 104 (2-3), 90–126. doi: https://doi.org/10.1016/j.cviu.2006.08.002
  19. Haritaoglu, I., Harwood, D., Davis, L. S. (2000). W/sup 4/: real-time surveillance of people and their activities. IEEE Transactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence, 22 (8), 809–830. doi: https://doi.org/10.1109/34.868683
  20. Turk, M. (2004). Computer vision in the interface. Communications of the ACM, 47 (1), 60. doi: https://doi.org/10.1145/962081.962107
  21. Mamazza, R., Balasubramanian, U., More, D. L., Ferekides, C. S. (2002). Thin films of CdIn/sub 2/O/sub 4/ as transparent conducting oxides. Conference Record of the Twenty-Ninth IEEE Photovoltaic Specialists Conference, 2002. doi: https://doi.org/10.1109/pvsc.2002.1190640
  22. Minami, T., Kakumu, T., Takeda, Y., Takata, S. (1996). Highly transparent and conductive ZnO In2O3 thin films prepared by d.c. magnetron sputtering. Thin Solid Films, 290-291, 1–5. doi: https://doi.org/10.1016/s0040-6090(96)09094-3
  23. Venkatesan, M., McGee, S., Mitra, U. (1989). Indium tin oxide thin films for metallization in microelectronic devices. Thin Solid Films, 170 (2), 151–162. doi: https://doi.org/10.1016/0040-6090(89)90719-0
  24. Jeong, W.-J., Park, G.-C. (2001). Electrical and optical properties of ZnO thin film as a function of deposition parameters. Solar Energy Materials and Solar Cells, 65 (1-4), 37–45. doi: https://doi.org/10.1016/s0927-0248(00)00075-1
  25. Meriuts, A. V., Khrypunov, G. S., Shelest, T. N., Deyneko, N. V. (2010). Features of the light current-voltage characteristics of bifacial solar cells based on thin CdTe layers. Semiconductors, 44 (6), 801–804. doi: https://doi.org/10.1134/s1063782610060187
  26. Khrypunov, G. S., Chernykh, E. P., Kovtun, N. A., Belonogov, E. K. (2009). Flexible solar cells based on cadmium sulfide and telluride. Semiconductors, 43 (8), 1046–1051. doi: https://doi.org/10.1134/s1063782609080156
  27. Boyko, B. Т., Khrypunov, G. S., Meriuts, А. V., Chernykh, O. P. (2005). The Investigation ITO/Cds/CdTe/Cu/Au Thin Film Solar Cells. Physics and chemistry of solid state, 6 (2), 295–298.

##submission.downloads##

Опубліковано

2020-12-31

Як цитувати

Deyneko, N., Zhuravel, A., Mikhailova, L., Naden, E., Onyshchenko, A., Savchenko, A., Strelets, V., & Yurevych, Y. (2020). Розробка способу підвищення ефективності плівкових сонячних елементів CdS/CdTe/Cu/Au, призначених для резервного живлення систем безпеки і контролю об’єктів. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 6(5 (108), 21–27. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2020.220489

Номер

Том 6 № 5 (108) (2020): Прикладна фізика

Розділ

Прикладна фізика

Ліцензія

Авторське право (c) 2020 Natalya Deyneko, Alexander Zhuravel, Liudmyla Mikhailova, Elena Naden, Arthur Onyshchenko, Alexander Savchenko, Victor Strelets, Yevhen Yurevych

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.

Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.