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Analytical Modeling and Optimization of Cu<sub>2</sub>ZnSn(S,Se)<sub>4</sub> Solar Cells with the Use of Quantum Wells under the Radiative Limit
Indexado
WoS WOS:001036452600001
Scopus SCOPUS_ID:85166266813
DOI 10.3390/NANO13142058
Año 2023
Tipo artículo de investigación

Citas Totales

Autores Afiliación Chile

Instituciones Chile

% Participación
Internacional

Autores
Afiliación Extranjera

Instituciones
Extranjeras


Abstract



In this work, we present a theoretical study on the use of Cu2ZnSn(S,Se)(4) quantum wells in Cu2ZnSnS4 solar cells to enhance device efficiency. The role of different well thickness, number, and S/(S + Se) composition values is evaluated. The physical mechanisms governing the optoelectronic parameters are analyzed. The behavior of solar cells based on Cu2ZnSn(S,Se)(4) without quantum wells is also considered for comparison. Cu2ZnSn(S,Se)(4) quantum wells with a thickness lower than 50 nm present the formation of discretized eigenstates which play a fundamental role in absorption and recombination processes. Results show that well thickness plays a more important role than well number. We found that the use of wells with thicknesses higher than 20 nm allow for better efficiencies than those obtained for a device without nanostructures. A record efficiency of 37.5% is achieved when 36 wells with a width of 50 nm are used, considering an S/(S + Se) well compositional ratio of 0.25.

Revista



Revista ISSN
Nanomaterials 2079-4991

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Disciplinas de Investigación



WOS
Materials Science, Multidisciplinary
Nanoscience & Nanotechnology
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SciELO
Sin Disciplinas

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Publicaciones WoS (Ediciones: ISSHP, ISTP, AHCI, SSCI, SCI), Scopus, SciELO Chile.

Colaboración Institucional



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Autores - Afiliación



Ord. Autor Género Institución - País
1 Rodriguez-Osorio, Karina G. Mujer Univ Guadalajara - México
Universidad de Guadalajara - México
2 Moran-Lazaro, J. P. Hombre Univ Guadalajara - México
Universidad de Guadalajara - México
3 Ojeda, M. Hombre Univ Guadalajara - México
Universidad de Guadalajara - México
4 De Los Santos, Isaac Montoya Hombre Univ Istmo - México
Universidad del Istmo - México
4 Montoya De Los Santos, I. - Universidad del Istmo - México
Univ Istmo - México
5 El Ouarie, Nassima - Mohammed V Univ Rabat - Marruecos
Mohammed V University in Rabat - Marruecos
Ecole Nationale Supérieure d'Arts et Métiers de Rabat - Marruecos
5 Ouarie, Nassima El - Mohammed V University in Rabat - Marruecos
Ecole Nationale Supérieure d'Arts et Métiers de Rabat - Marruecos
Mohammed V Univ Rabat - Marruecos
6 El-Yadri, Mohamed Hombre Mohammed V Univ Rabat - Marruecos
Mohammed VI Polytech Univ - Marruecos
Mohammed V University in Rabat - Marruecos
Mohammed VI Polytechnic University - Marruecos
Ecole Nationale Supérieure d'Arts et Métiers de Rabat - Marruecos
7 PEREZ-FUENTES, LAURA MILENA Mujer Universidad de Tarapacá - Chile
8 LAROZE-NAVARRETE, DAVID NICOLAS Hombre Universidad de Tarapacá - Chile
9 Routray, Soumyaranjan - SRM Inst Sci & Technol - India
SRM Institute of Science and Technology - India
10 Sanchez-Rodriguez, Fernando J. Hombre Univ Autonoma Sinaloa - México
Universidad Autónoma de Sinaloa - México
11 Courel, Maykel Hombre Univ Guadalajara - México
Universidad de Guadalajara - México

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Financiamiento



Fuente
Universidad de Guadalajara
Centers of excellence
Agencia Nacional de Investigación y Desarrollo
Convocatoria Nacional Subvención a Instalación en la Academia
Conahcyt

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Agradecimientos



Agradecimiento
K.G. Rodriguez-Osorio acknowledges fellowship support received from Conahcyt for PhD studies.

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