KENG ZONALI QUYOSH ELEMENTLARI ASOSIDAGI SHAFFOF QUYOSH ELEMENTLARINI MODELLASHTIRISH ORQALI OPTIMALLASHTIRISH Текст научной статьи по специальности «Биотехнологии в медицине»

X H M H H E

c

K H

E

HÄYRH

R. Aliyev, Sh. Qahramonova, J. G'ulomov

KENG ZONALI QUYOSH ELEMENTLARI ASOSIDAGI SHAFFOF QUYOSH ELEMENTLARINI MODELLASHTIRISH ORQALI

OPTIMALLASHTIRISH

Quyosh elementlaridan foydalanish salmog'ini oshirish uchun ularni uy qurilishida foydalaniladigan qismlar o'rniga foydalanish kerak. Ushbu maqolada, inshootlar uchun oyna sifatida foydalnish mumkin bo'lgan keng zonali yarimo 'tkazgichlar asosli shaffof quyosh elementlari tadqiq qilingan. Modellashtirish natijalariga ko 'ra, ZnO qatlam qalinligi 40 nm bo 'lganda n-ZnO/p-NiO quyosh elementi maksimal 7.785% fotogeneratsiya koeffitsientiga erishishi aniqlandi.

Kalitso'zlar: quyosh elementi, ZnO, NiO, TiO2, modellashtirish.

Bugungi kunda quyosh elementlarini juda ko'p joylarda juda ko'p qurilish jihozlarining o'rniga joydan yutish maqsadida foydalanilmoqda. Masalan Solar City kompaniyasi tomonidan qurilish hom ashyolaridan ko'ra uylami tomini quyosh panellari bilan qoplash taklif etilmoqda . Bu birinchidan tomni qurish uchun sarflanadigan pulning bir qismini tej ashga va quyosh paneli band qilishi mumkin bo' lgan j oylarni iqtisod qilishga yordam beradi. Shuningdek, inshootlarni derazalariga ishlatiladigan oynalar o'rniga shaffof quyosh elementlaridan foydalanish mumkin. Bugungi kunda, shaffof quyosh elementlarini foydali ish koeffitsietini oshirishga bo'lgan qiziqish ortmoqda. Lekin ushbu soxada qilingan ilmiy izlanishlar soni juda oz. Shaffof quyosh elementlari asosan metal oksidlardan yasaladi. Chunki, metal oksidlarning aksariyatining ta'qiqlangan zona kengligi katta va bu uni asosan ultrabinafsha nurlarini yutushini ta'minlaydi. Shuning uchun ushbu materiallar shaffofdir. Eng yaxshi o'rganilgan shaffof quyosh elementi bu n-ZnO/p-NiO [1] quyosh elementidir. Ushbu ilmiy ishda asosiy ikki xil n-ZnO/p-NiO va n-TiO2/p-NiO shaffof quyosh elementlari tadqiq qilindi. ZnO [2] va TiO2 [3] ni emitter n tipli qatlam sifatida tanlanishiga sabab ushbu materiallar sintez jarayonida vakansiyalar tufayli n tip o'tkazuvchanlikka ega yarimo'tkazgich hosil bo'ladi. Ya'ni ushbu materiallarni Zol-Gel [4] metodida sintez qilinganda n-tipli o'tkazuvchanlik hosil bo'ladi. NiO [5] ni sintez qilinganda esa p-tipli o'tkazuvchanlik hosil bo'ladi. Shuning uchun oddiy Zol-Gel metodi yordamida n-ZnO/p-NiO va n-TiO2/p-NiO shaffof quyosh elementlarini yasash mumkin. Rasm 1 da n-ZnO/p-NiO quyosh elementining fotogeneratsiya koeffitsientini ZnO qatlam qalinligiga bog'liqligi tasvirlangan. Olingan natijalarga ko'ra, ZnO qatlam qalinligi 40 nm bo'lganda n-ZnO/p-NiO quyosh elementi maksimal 7.785% fotogeneratsiya koeffitsientiga erishdi. Ushbu struktura shaffof bo'lgani uchun uning

© R. Aliyev, Sh. Qahramonova, J. G'ulomov, 2022.

fotogeneratsiya koeffitsienti juda past. Chunki, u asosan ultrabinafsha nurlarni yutadi va ko'rinarli soxadagi va infraqizil nurlar soxasidagi nurlarni yutmaydi va o'tkazib yuboradi. ZnO qatlam qalinligi 10 nm dan 40 nm gacha ortganda fotogeneratsiya koeffitsienti 0.55% ga ortdi va qalinlik 40 nm dan 100 nm gacha ortganda fotogeneratsiya koeffitsienti 1.036% ga kamaydi. Demak n-ZnO/p-NiO struktura uchun emitter qatlamning optimal qalinligi 40 nm ga tengligi aniqlandi.

VO 8

d, nm

Rasm 1. n-ZnO/p-NiO quyosh elementining fotogeneratsiya koeffitsientini ZnO qatlam qalinligiga bog'liqligi

Yuqorida aniqlangan emitter qatlam qalinligi optimal bo'lgan n-ZnO/p-NiO quyosh elementining optik parametrlari aniqlandi. Rasm 2 da ZnO qatlam qalinligi 40 nm va NiO qatlam qalinligi 5 mkm bo'lgan n-ZnO/p-NiO quyosh elementining yutulish o'tish va qaytish koeffitsientlarini yourg'lik to'lqin uzunligiga bog'liqligi tasvirlangan. Ushbu spektral natijadan n-ZnO/p-NiO asosan ultrabinafsha soxadagi nurlarni yutayotganini ko'rishimiz mumkin. Qurilmaning shaffofligi ko'rinarli nurlar soxasida 75% ga teng qolgan 25% nur esa qaytib ketmoqda. Bu uni inshootlarga oyna sifatida foydalanish mumkinligini isbotlaydi. Albatta uning foydali ish koeffitsienti past lekin uyni past energiyali ehtiyojlarini qondirish uchun samarali foydalanish mumkin.

-O- R - total -O- A - substrate -O- T - wafer

300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200

Wavelength (nm)

Rasm 2. ZnO qatlam qalinligi 40 nm va NiO qatlam qalinligi 5 mkm bo'lgan n-ZnO/p-NiO quyosh elementining yutulish o'tish va qaytish koeffitsientlarini yourg'lik to'lqin uzunligiga bog'liqligi

ISSN 2223-4047

Вестник магистратуры. 2022. № 5-4 (128)

Rasm 3 da n-TiO2/p-NiO quyosh elementining fotogeneratsiya koeffitsientini TiÜ2 qatlam qalinligiga bog'liqligi tasvirlangan. Emitter qatlam qalinligi ortganda fotogeneratsiya koeffitsienti kamayishi aniqlandi. Shuning uchun ushbu struktura emitter qatlam qalinligi 10 nm bo'lganda eng maksimal fotogeneratsiya koeffitsienti 7.142% ga erishishi aniqlandi.

7,2

7,15

7,1

с

OJ '¡я

Ь 7,05

О •M

« 7 3 6,95

<u с

(U

ад о

2 6,85

6,9

6,8

10

30

50

70

90

d, nm

Rasm 3. n-TiÜ2/p-NiO quyosh elementining fotogeneratsiya koeffitsientini TiÜ2 qatlam qalinligiga

bog'liqligi

Rasm 4 da optimal emitter qatlam qalinligiga ega n-TiÜ2/p-NiO quyosh elementining optik parametrlari tasvirlangan. U ham n-ZnO/p-NiO quyosh elementi singari asosan ultrabinafsha nurlarni yutishi ma'lum bo'ldi. Lekin uning n-ZnO/p-NiO quyosh elementidan afzallik jihati uning shaffofligi 78% ga tengligidir.

Rasm 4. TiO2 qatlam qalinligi 10 nm va NiO qatlam qalinligi 5 mkm bo'lgan n-TiO2/p-NiO quyosh elementining yutulish o'tish va qaytish koeffitsientlarini yorug'lik to'lqin uzunligiga bog'liqligi

Foydalanilgan adabiyotlar

1.S. Kerli and Alver, "Preparation and characterisation of ZnO/NiO nanocomposite particles for solar cell applications," Journal of Nanotechnology, vol. 2016, 2016, doi: 10.1155/2016/4028062.

2.D. C. Altamirano-Juarez et al., "Properties of ZnO:AL Thin Films, Obtained by the Sol-Gel Method," MPLB, vol. 15, no. 17-19, pp. 730-732, Aug. 2001, doi: 10.1142/S0217984901002403.

3.S. Xu et al., "Stabilizing TiO2/CH3NH3PbI3 heterostructure and enhancing interface trap passivation for efficient and stable perovskite solar cells," Journal of Materials Chemistry C, vol. 9, no. 31, pp. 9982-9989, Aug. 2021, doi: 10.1039/D1TC02812J.

4.L. Znaidi, "Sol-gel-deposited ZnO thin films: A review," Materials Science and Engineering: B, vol. 174, no. 1-3, pp. 18-30, Oct. 2010, doi: 10.1016/J.MSEB.2010.07.001.

5.M. B. Islam, M. Yanagida, Y. Shirai, Y. Nabetani, and K. Miyano, "NiOx Hole Transport Layer for Perovskite Solar Cells with Improved Stability and Reproducibility," ACS Omega, vol. 2, no. 5, pp. 2291-2299, May 2017, doi: 10.1021/ACSOMEGA.7B00538/SUPPL FILE/AO7B00538 SI 001.PDF.

RAIMJON ALIYEV - Andijon Davlat Universiteti f-m.f.d.,professor. SHOHIDA QAHRAMONOVA - Andijon Davlat Universiteti magistranti. JASURBEK G'ULOMOV - Andijon Davlat Universiteti magistranti.