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Optical simulations and optimization of perovskite/CI(G)S tandem solar cells using the transfer matrix method

Bojar, Aleksandra; Micha, Daniel; Giteau, Maxime; Ruiz-Preciado, Marco A. 1,2; Paetzold, Ulrich W. ORCID iD icon 1,2; Simor, Marcel; Gevaerts, Veronique S.; Carron, Romain; Medjoubi, Karim; Collin, Stéphane; Naghavi, Negar; Guillemoles, Jean-François; Schulz, Philip
1 Lichttechnisches Institut (LTI), Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
2 Institut für Mikrostrukturtechnik (IMT), Karlsruher Institut für Technologie (KIT)

Abstract:

In this work we employ the transfer matrix method for the analysis of optical materials properties to simulate and optimize monolithic tandem solar cell devices based on CuIn$_{1−x}$Ga$_x$Se$_2$, CI(G)S, and perovskite (PVK) absorbers. By finding models that fit well the experimental data of the CI(G)S solar cell, the semitransparent perovskite solar cell (PSC) and the PVK/CI(G)S monolithic tandem solar cell, we were able to perform a detailed optical loss analysis that allowed us to determine sources of parasitic absorption. We found better substitute materials for the transport layers to increase the power conversion efficiency and, in case of semitransparent PSCs, sub-bandgap transmittance. Our results set guidelines for the monolithic PVK/CI(G)S tandem solar cells development, predicting an achievable efficiency of 30%.


Verlagsausgabe §
DOI: 10.5445/IR/1000159387
Veröffentlicht am 29.06.2023
Originalveröffentlichung
DOI: 10.1088/2515-7655/accf34
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Zitationen: 7
Web of Science
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Zitationen: 5
Cover der Publikation
Zugehörige Institution(en) am KIT Institut für Mikrostrukturtechnik (IMT)
Lichttechnisches Institut (LTI)
Publikationstyp Zeitschriftenaufsatz
Publikationsdatum 01.07.2023
Sprache Englisch
Identifikator ISSN: 2515-7655
KITopen-ID: 1000159387
HGF-Programm 38.01.05 (POF IV, LK 01) Simulations, Theory, Optics and Analytics (STOA)
Erschienen in Journal of Physics: Energy
Verlag Institute of Physics Publishing Ltd (IOP Publishing Ltd)
Band 5
Heft 3
Seiten Art.-Nr.: 035001
Vorab online veröffentlicht am 15.05.2023
Schlagwörter perovskite/CIGS tandem solar cells, optical simulations, transfer matrix method
Nachgewiesen in Web of Science
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