Vertically Arranged Zinc Oxide Nanorods as Antireflection Layer for Crystalline Silicon Solar Cell: A Simulation Study of Photovoltaic Properties

Vertically Arranged Zinc Oxide Nanorods as Antireflection Layer for Crystalline Silicon Solar Cell: A Simulation Study of Photovoltaic Properties

Authors: Deb Kumar Shah, Devendra KC, M. Shaheer Akhtar, Chong Yeal Kim and O-Bong Yang
School of Semiconductor and Chemical Engineering, Jeonbuk National University, Jeonju 54896,  Korea; dkshah149@gmail.com
Received: 31 July 2020; Accepted: 27 August 2020; Published: 1 September 2020

Appl. Sci. 2020, 10(17), 6062; https://doi.org/10.3390/app10176062

Abstract: 

This paper describes the unique antireflection (AR) layer of vertically arranged ZnO
nanorods (NRs) on crystalline silicon (c-Si) solar cells and studies the charge transport and photovoltaic
properties by simulation. The vertically arranged ZnO NRs were deposited on ZnO-seeded c-Si
wafers by a simple low-temperature solution process. The lengths of the ZnO NRs were optimized
by changing the reaction times. Highly dense and vertically arranged ZnO NRs were obtained
over the c-Si wafer when the reaction time was 5 h. The deposited ZnO NRs on the c-Si wafers
exhibited the lowest reflectance of ~7.5% at 838 nm, having a reasonable average reflectance of ~9.5%
in the whole wavelength range (400–1000 nm). Using PC1D software, the charge transport and
photovoltaic properties of c-Si solar cells were explored by considering the lengths of the ZnO NRs
and the reflectance values. The 1.1 m length of the ZnO NRs and a minimum average reflectance of
9.5% appeared to be the optimum values for achieving the highest power conversion eciency of
14.88%. The simulation study for the vertically arranged ZnO NRs AR layers clearly reflects that
the low-temperature deposited ZnO NRs on c-Si solar cells could pose a greater prospect in the
manufacturing of low-cost c-Si solar cells.

Keywords: 

zinc oxide; thin film; silicon solar cells; antireflection layer; power conversion eciency;
PC1D simulation

https://www.mdpi.com/2076-3417/10/17/6062

Development and Characterization of Solar Simulator for Solar Cells

Title: Development and Characterization of Solar Simulator for Solar Cells

Authors: In Sung Jung, Jaeho Choi, Deb Kumar Shah and M. Shaheer Akhtar

Abstract:

The solar simulator is crucial instrument to determine the performance of solar cells and modules which are core components of solar power plants. Therefore, a precise performance measurement of solar cells is very important to think design a cost effective solar stimulator with high accuracy. This paper proposes the development of a precise and measurable innovative solar simulator technique. The designed solar stimulator is a continuous type for 6 inch solar cell measurement in which a reflector system is added for improving the uniformity of result. In addition, 2∼6 light emitting diodes (LEDs) have attached to the one side of the reflector. For reliable evaluation, the standard measurement of IEC60904-3 was applied and matched the uniformity, temporal instability, and spectrum values under 1000 W/m2 light intensity condition. The uniformity of the solar simulator was recorded to 1.43% by using Al reflector and LED, which was highly comparable to 3.06 before its utilization (without reflector). Thus, designed stimulator improved the temporal instability and spectrum match values, which might be considered as a class A.

Keywords: Solar Cell, PV Module, Uniformity, Solar Simulator

Citations:: 

In Sung Jung, Jaeho Choi, Deb Kumar Shah and M. Shaheer Akhtar, 2020, Development and Characterization of Solar Simulator for Solar Cells, Journal of Nanoelectronics and Optoelectronics, 15(6), pp.673-776

 American Scientific Publishers

https://doi.org/10.1166/jno.2020.2802

 

 

 

 

A research article in Crystalline Silicon solar cell

InGaP Window Layer for Gallium Arsenide (GaAs) based Solar Cell Using PC1D Simulation

Authors: Devendra KC, Deb Kumar Shah, Raju Wagle, Anik Shrivastava and Deependra Parajuli

Abstract

Improving the overall performance of the PV cell can play crucial role to the total generated photovoltaic power worldwide. An efficient window layer is essential to check the front surface recombination in the solar cell. In this paper, we explored InGaP window layer for GaAs solar cell and analyzed performance with the help of PC1D simulation software. For this, we have varied thickness and doping level of InGaP window layer and performance of the solar cell has been examined with the help of current-voltage (I-V) characteristics. We also reviewed the effect of temperature on the performance of the solar cell. It has been found that the short circuit current 3.192 A, open circuit voltage 0.8959 V and power conversion efficiency 25.78% of InGaP/GaAs solar cell at window layer thickness 30 nm with doping level 1.00E+17cm3.

Journal of Advanced Research in Dynamical and Control Systems - JARDCS

Volume 12 | 07-Special Issue, 2020

 Pages: 2878-2885

DOI: 10.5373/JARDCS/V12SP7/20202430

Link: https://www.jardcs.org/abstract.php?id=5857

Research Article in dye-sensitized solar cells

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0009261420306710

A stable gel electrolyte based on poly butyl acrylate (PBA)-co-poly acrylonitrile (PAN) for solid-state dye-sensitized solar cells

https://doi.org/10.1016/j.cplett.2020.137756

Highlights

•

A gel polymer electrolyte is prepared by PAN-co-PBA copolymer for DSSCs.

•

PAN-co-PBA gel electrolyte shows the good ionic conductivity of 3.86 mS.cm-1.

•

A reasonably good conversion efficiency of 5.23% is attained by fabricated DSSCs with PAN-co-PBA gel electrolyte.

•

PAN-co-PBA exhibits good gelation and proper pore filling properties.

Abstract

This work deals the preparation of a new polymer gel electrolyte using an efficient poly (acrylonitrile)-co-poly (butyl acrylate) (PAN-co-PBA) for solid-state DSSCs. Prepared PAN-co-PBA exhibited the superabsorbent behavior as seen the carboxylate group in copolymer. An excellent gelation with iodide couple and high ionic conductivity of 3.86 mS/cm was recorded for PAN-co-PBA gel electrolyte. Fabricated DSSC with 7% PAN-co-PBA attained the highest overall conversion efficiency of ∼5.23% along with high JSC=13.16 mA/cm2, VOC=0.646 V and FF=0.62. Improved DSSC performance might be related to excellent gelation and high ionic conductivity of PAN-co-PBA gel electrolyte, resulting in improving interfacial contact and pore filling.

Keywords

Polymer Electrolytes

Co-polymer

Dye Sensitized Solar Cell

Ionic conductivity

Photocurrent density

यात्राको संझना !

यात्राको संझना
हाल म अध्ययनरत छोन्बुक राष्ट्रिय विश्वविद्यालय, जन्जु, दक्षिण कोरिया बाट दक्षिण कोरियाकै अर्को शहर योसु सम्मको दुई घण्टाको यात्रामा मेरो मानस पटलमा धेरै कुरा खेल्यो र लेख्दा सम्म खेलिरहेको छ । म आज भन्दा पहिला यस्तो यात्रा स्मरण लेखेको पनि थिएन तर आज न लेखि मनले मानी रहेको छैन । मेरो नेपाली भाषा पनि त्यस्तो सुद्ध पनि हुदैन, त्यो मलाई थाहा छ । तैपनि जस्तो सुकै भएपनि लेखेर आफ्नो मन भाडास पोख्दै छु । किनभने फुर्सत पनि छ, तर पढ्नलाई साथीहरु लाई फुर्सत छ कि छैन मलाई थाहा छैन ।

जन्जुबाट यात्रा प्रारम्भ गर्दा पहाडै पहाड़ भएर सडकको संजाल रहेको छ । लाग्थ्यो काठमाडौँ बाट पोखरा गईरहेको तर फरक यति थियो कि सडकको बनावट । हाम्रो देश नेपालमा एक लेनको साँगुरो सडक नदीको किनारै किनार नागबेली आकार मै बनाउनु पर्छ भने जस्तो मान्यता रहेको पाइन्छ । तर यहाँ सडक भनेको कम्तीमा २-३ लेनको एक तर्फी सिधा हुनुपर्छ, चाहे बीचमा जंगल आयोस कि पहाड आओस, बाटो लगभग १८० डिग्रीको कोण र एकतर्फी हुनैपर्ने । आजको दुई घण्टाको यात्रामा हरेक १० देखि १५ मिनेटमा पहाड़ आऊथियो तर सडक सिधै हुन्थ्यो । पहाड़मा प्वाल गरेर टनेल बनाएको चाहे त्यो ५ मिटर होस् कि १ किलोमिटर किन न होस् तर सडक बाङ्गो थिएन । सडक नदीको किनारै किनार हुने त कुरै थिएन । त्यस्तो सडकमा दुर्घटनाको त सम्भावना हुने कुरै भएन ।

अनि हाम्रो देशको सडकलाई सम्झे अनि हाम्रो देशको प्राबिधिकहरुलाई सम्झे, के सम्झेर सम्भाव्यता अध्ययन गर्छ होला? खाली बजेटको अभाबलाई मात्रै हेर्ने कि मानब जिबनको महत्वलाई पनि हेर्ने ? बरु सडक बन्दैन भने न बनोस तर दैनिक रुपमा अनाहकमा मान्छे मार्ने सडक चाहि न बनाओस ।

थुप्रै प्राबिधिक, नीति निर्माता, उच्च ओहदामाबस्ने कर्मचारी, नेताहरु विदेश भ्रमणमा गएर यस्ता संरचना न हेरेका पकै छैन होला । तै पनि हाम्रो देशमा पनि यस्ता सडकहरु बन्दैन । अब भविस्यमा बन्ने सडकको सम्भाव्यता अध्ययन राम्रो संग होस् र त्यही अनुरुप सडक निर्माण होस् । सडक चाही मान्छे मार्ने उध्योग न होस् भने आशा गर्नु बाहेक अरु के नै गर्न सकिन्छ र ।
धन्यवाद !

समयको मह्त्व !

                                   समयको मह्त्व !

नियमित समयमा नियमित रुपमा हप्ताको एकदिन २ देखि ५ बजे सम्म कक्षा लिनुहुने एकजना प्राध्यापकले आजको कक्षा सकाएर, अर्को हप्ता बिशेष कामले अलि ढिलो हुन्छ, भनेर कतिबजे कक्षा शुरुगर्ने भनेर हामीलाई सोध्नुभयो ? फेरी एकै छिनमा सोध्नुभयो - ३ बजे देखि कति बजे सम्म ......? मैले प्वाक्क ५ बजे सम्म भनिहाले, पुरैकक्षा गलल्ल हाँसे । अनि प्राध्यापकले मलाई सोध्नुभयो - From which country you are ? जबकी कक्षामा ४-५ देशका विद्यार्थीहरु छन् । अनि म लाजले भुतुक्कै हुदै मनमनै सोचे अलिकति समयको पनि कति मह्त्व दिने रैछ ? मैले त मनमनै सोचेको थिए - २ चोटीको break नगर्ने हो भन्ने ३ बजे देखि ५ बजे सम्ममा कक्षा सकाउन सकिन्छ भनेर । प्राध्यापकले मेरो बारेमा सोध्न छोडेर देशकै बारेमा सोच्दो रैछ । हामीले कहिले समयलाई त्यति महत्व दिने ...........?

ब्यस्त डाक्टरको लापरबाही – लघुकथा (सत्य घटनामा आधारित)

ब्यस्त डाक्टरको लापरबाही – लघुकथा

डाक्टरले कुरुवालाई भन्छ – “अप्रेशन गर्न कम्तिमा तिन घण्टा लाग्छ, भोलि ८ बजे देखि ११ बजे सम्म अप्रेसन हुन्छ, operation charge मा discount हुदैन, तयारी भएर बस्नू ! ” भोलि पल्ट कुरुवा बिहानै देखि तयारी अवस्थामा हुन्छ, ८:३० बजे सम्म बिरामीलाई अप्रेसन कक्षमा न लगेपछी, कुरुवाले नर्सलाई सोध्छ, “सिस्टर अप्रेसन कति बेला हुन्छ ? ” नर्सको जबाब आउछ, “डाक्टर-साब आउनुभएको छैन, आएपछि OT (Operation Theater) मा लाने हो !” एक छिनपछी OT बाट फोन आउछ र ८:४५ मा बिरामीलाई OT मा लग्छ ! नर्सले भने-अनुसार कुरुवाले ९:०० बजे तिर फार्मेसीबाट औसधि लगेर OT मा दिन्छ ! बिरामीलाई anesthesia दिएर बेहोस पारेपछि, नर्सले डाक्टरलाई फोन गरेर OT मा कतिबेला आउनुहुन्छ भनेर सोध्छ ! डाक्टरले अर्को होसपिटलको नाम लिदै, यहाँ सक्यो, निस्कीहाले, बाटोमा छु, भनेर जबाब आउछ ! यसको लगभग १ (एक) घण्टा पछी अर्थात् १०.०० बजे तिर डाक्टर होसपिटलको ढोकामा छिर्छ र कुरुवालाई भेट्छ र हतार-हतारमा सोध्छ बिरामीलाई OT मा लग्यो ? जबाब न सुन्दै हतारहतार OT मा जान्छ ! कुरुवा त आश्चर्य चकित भएर अक्-न-बक हुन्छ ! त्यसको १ घन्टापछी डाक्टर OT बाट बाहिर आएर कुरुवालाई भेट्छ र बधाई दिदै भन्छ, “ राम्रो संग अप्रेसन गर्दिए, म यहि छु, केहि भयो भने मलाई भेट्नु !” कुरुवाले हस् धन्यबाद टक्र्याउछ !