Factors of Efficient Generation of Electricity in a Solar Cell with Nanohetero Junctions

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

The question of using non-crystalline silicon as a substrate of an effective solar cell is considered. It is shown that the creation of an effective solar cell from non-crystalline silicon is possible only at high densities of localized states in the depth of the silicon band gap. It is shown that a particularly effective conversion of solar energy into electricity is possible when noncrystalline silicon and lead chalcogenides are combined as components of hetero junctions in the nano-dimensional state. It is shown that the use of non-crystalline silicon as a substrate for an effective solar cell is possible only when combined with nanoscale lead chalcogenides. It is shown that the effects of multiexiton generation and carrier multiplication are especially characteristic of lead chalcogenides. The ranges of the effects of carrier multiplication and multi-exciton generation in nanoclusions of lead chalcogenides (PbS, PbSe) have been determined.

About the authors

Ramizulla A. Muminov

Institute of Materials Science of the SPA “Physics-Sun” of the Academy of Sciences of the Republic of Uzbekistan

Author for correspondence.
Email: detector@uzsci.net
ORCID iD: 0000-0001-7243-595X

Academician, Dr. Sci. (Phys.-Math.), Professor; Physical-Technical Institute of the SPA “Physics-Sun” of the Academy of Sciences of the Republic of Uzbekistan

Uzbekistan, Tashkent

Erkin Z. Imamov

Tashkent University of Information Technologies named after Muhammad al-Khwarizmi (TUIT) of the Ministry for Development of Information Technologies and Communications of the Republic of Uzbekistan

Email: erkinimamov@mail.ru
ORCID iD: 0009-0007-4952-1842

Dr. Sci. (Phys.-Math.), Professor; Department of Physics of the Tashkent University of Information Technologies named after Muhammad al-Khwarizmi (TUIT) of the Ministry for Development of Information Technologies and Communications of the Republic Uzbekistan

Uzbekistan, Tashkent

Rustam Kh. Rakhimov

Institute of Materials Science of the SPA “Physics-Sun” of the Academy of Sciences of the Republic of Uzbekistan

Email: rustam-shsul@yandex.com
ORCID iD: 0000-0001-6964-9260

Dr. Sci. (Eng.); Head at the Laboratory No. 1 of the Institute of Materials Science of the SPA “Physics-Sun” of the Academy of Sciences of the Republic of Uzbekistan

Uzbekistan, Tashkent

Mardon A. Askarov

Karakalpak State University named after Berdakh of the Ministry of Higher and Secondary Specialized Education of the Republic of Uzbekistan

Email: asqarovm@list.ru
ORCID iD: 0000-0003-4627-3170

PhD student; Department of Semiconductors Physics of the Karakalpak State University named after Berdakh of the Ministry of Higher and Secondary Specialized Education of the Republic of Uzbekistan

Russian Federation, Nukus, Republic Karakalpakstan

References

  1. Gremenok V.F., Tivanov M.S., Zalessky V.B. Solar cells based on semiconductor materials. Minsk: Publishing House of the BSU Center, 2007. 222 p.
  2. Gubanov A.I. Quantum-electronic theory of amorphous and liquid semiconductors. Moscow: Publishing House of the USSR Academy of Sciences, 1963.
  3. Mott N., Davis E. Electronic processes in crystalline substances. Moscow: Mir, 1974.
  4. Imamov E.Z., Muminov R.A., Rakhimov R.H. et al. Modeling of electrical properties of a solar cell with many nano-hetero transitions. Computational Nanotechnology. 2022. Vol. 9. No. 4. Pp. 70–77. (In Rus.)
  5. Askarov M.A., Imamov E.Z., Muminov R.A., Ismaylov K.A. Formation of a highly efficient silicon solar cell with nano heterojunctions based on lead chalcogenides. Science and Education in Karakalpakstan. 2022. No. 4-2. Pp. 226–230.
  6. Askarov M.A., Imamov E.Z., Muminov R.A. Formation of a solar cell based on nano heterojunctions. Science and Innovation International Scientific Journal. 2023. Vol. 2. Issue 2. Pp. 226–230. DOI: https://doi.org/10.5281/zenodo.7677363.
  7. Schaller R.D., Klimov V.I. Phys. Rev. Lett. 2004. No. 92. P. 186601.
  8. Klimov V.I. J. Phys. Chem. B. 2006. No. 110. Pp. 16827–16845.
  9. Gusev A.I. Nanomaterials, nanostructures, nanotechnologies. Moscow: Fizmatlit, 2005. 416 p.
  10. Ledentsov N.N., Ustinov V.M., Shchukin V.A. et al. Heterostructures with quantum dots: production, properties, lasers. FTP. 1998. Vol. 32. No. 4. Pp. 385–410.
  11. Prigozhin I.R., Stengers I. Time, chaos, quantum. To solve the paradox of time. Moscow, 2000.
  12. Haken H. Synergetics. Springer, Berlin-Heidelberg, 1997.
  13. Wolf M., Brendel R., Werner J.H., Queisser H.J. J. Appl. Phys. 1998. No. 83. P. 4213.
  14. Ellingson R., Beard M.C., Johnson J.C. et al. Nano Lett. 2005. No. 5. P. 865.
  15. Sun B., Findikoglu A.T., Sykora M. et al. Hybrid photovoltaics based on semiconductor nanocrystals and amorphous silicon // Nano Lett. 2009. Vol. 9. No. 3. Pp. 1235–1241.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig.1. The scheme of formation of the nanohetero junction: NHJ

Download (41KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. The multicomponent structure of solar panels

Download (188KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. Graph of dependence N = N(a, b)

Download (46KB)
Indexing metadata


Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».