Novel Design of polycrystalline CdTe/Si Tandem Solar Cells Using SiO2/TiO2 Distributed Bragg Reflector

Abstract

In this paper, a polycrystalline cadmium telluride/silicon (CdT eSi) solar cell based on SiO 2 T iO 2 distributed Bragg reeector (DBR) is proposed and investigated using calibrated simulations with experimental data of previous fabrication device. At trst, by inserting the SiO 2 T iO 2 DBR, the conversion eeciency is increased by about 25% compared with the conventional CdT eSi solar cell with similar dimensions. In addition, the carrier lifetime of absorber layer can provide an improved conversion eeciency of 15% compared with the CdT eSi conventional solar cell. The obtained open circuit voltage, short circuit current density, ,ll factor and conversion eeciency of proposed solar cell structure were about 1.2V, 39.5mAcm 2 , 0.95 and 28.5% under global AM 1.5 conditions, respectively. The results strongly con-rm that the polycrystalline CdT eSi solar cell based on SiO 2 T iO 2 DBR seems to be the most optimal choice for converting the solar energy in high eeciency photovoltaics systems. keywords: Novel design; CdT eSi; SiO 2 T iO 2 ; Tandem Solar Cells; Distributed Bragg reeector (DBR). RESUMEN En este artículo, se estudia una célula solar de telururo de cadmio policristalino/silicio (CdT eSi) basada en el reeector Bragg distribuido (DBR) SiO 2 T iO 2 utilizando simulaciones calibradas con datos experimentales de dispositivos fabricados previ-amente. Al principio, al insertar el SiO 2 T iO 2 DBR, la eeciencia de conversión au-menta aproximadamente un 25 % en comparación con la celda solar convencional CdT eSi con dimensiones similares. Adicionalmente, la vida útil del portador de la capa absorbente puede proporcionar una eeciencia de conversión mejorada de 15% en comparación con la celda solar convencional de CdT eSi. El voltaje de circuito abierto, la densidad de corriente de cortocircuito, el factor de llenado y la eciencia de conversión de la estructura de la celda solar propuesta fueron de aproximadamente 1.2V, 39.5mAcm 2 , 0.95 y 28.5% bajo condiciones globales de AM 1.5, respectivamente. Los resultados connrman que la celda solar policristalina CdT eSi basada en SiO 2 T iO 2 DBR es una opción más óptima para convertir la energía solar en sistemas fotovoltaicos de alta eeciencia.