Дослідження та чисельне моделювання тонкоплівкових сонячних елементів у середовищі SCAPS-1D

Abstract

Кваліфікаційна робота присвячена дослідженню та чисельному моделюванню тонкоплівкових сонячних елементів з використанням спеціалізованого програмного середовища SCAPS-1D. Актуальність роботи зумовлена зростаючою потребою у розвитку відновлюваних джерел енергії, зокрема сонячної фотовольтаїки, у контексті глобальних викликів енергетичної безпеки та зменшення негативного впливу на довкілля. Особливу увагу в роботі приділено тонкоплівковим сонячним елементам як перспективній альтернативі традиційним кремнієвим технологіям завдяки меншій витраті матеріалів, можливості інтеграції у гнучкі та архітектурні конструкції, а також потенціалу підвищення ефективності перетворення енергії. Значну частину роботи присвячено огляду сучасних програмних засобів чисельного моделювання сонячних фотоелектричних комірок та обґрунтуванню вибору програмного комплексу SCAPS-1D. У середовищі SCAPS-1D виконано моделювання тонкоплівкової сонячної комірки на основі CIGS, проаналізовано вольт-амперні характеристики, коефіцієнт корисної дії та фактор заповнення. Досліджено вплив параметрів окремих шарів і матеріалів, а також інтерфейсних властивостей на ефективність роботи сонячного елемента.