Analysis of I-V-T Characteristics of CH3NH3PbBr3 Perovskite Based Solar Cells

Abstract

Досліджено характеристики I-V-T сонячних елементів на основі перовскіту з використанням гібридного органічно-неорганічного галогеніду металу (CH3NH3PbBr3) як одного з компонентів матеріалу. Чисельне моделювання було виконано за допомогою програмного забезпечення SCAPS-1D для моделювання перовскітних сонячних елементів. Рівняння Пуассона та рівняння безперервності для сонячних елементів були використані за допомогою програми SCAPS-1D. У дослідженні представлено залежності густини струму від напруги, густини струму від температури, коефіцієнта корисної дії від густини дефектів, а також коефіцієнта корисної дії та коефіцієнта заповнення від температури сонячних елементів. З досліджень було отримано коефіцієнт корисної дії перовскітних сонячних елементів близько 27,5 % при робочій температурі 270 К. Густина струму для всіх температур є постійною і має значення, близьке до 25 мА/см2, для напруги живлення 1,125 В. Густина потужності лінійно зростає до максимуму 27,5 мВт/см2. Напруга холостого ходу і температура обернено пропорційні одна одній. Отримане значення коефіцієнта корисної дії становить 27,54 % при густині дефектів 1015 см – 3.

The I-V-T characteristics of perovskite based solar cells using hybrid organic-inorganic metal halide (CH3NH3PbBr3) as one of the material components have been studied. A numerical simulation has been performed through Solar Cell Capacitance Simulator (SCAPS-1D) software to simulate the perovskite solar cells. Poisson equation and continuity equations for the solar cells have been employed using SCAPS-1D program. The variation of the current density with voltage, current density with temperature, efficiency with defect density, and efficiency and fill factor with rise in temperature of the solar cells has been presented in this study. From the investigations, the perovskite solar cell efficiency of the order of 27.5 % has been obtained at an operating temperature of 270 K. The current density for all temperatures is constant having a value close to 25 mA/cm2 until the supply voltage is 1.125 V. The power density increases linearly to a maximum of 27.5 mW/cm2. The open circuit voltage and temperature are inversely proportional to each other. The obtained efficiency is 27.54 % at a defect density of 1015 cm – 3.