孔运输材料对具有不同金属电极的矿太阳能电池的影响:A SCAPS-1D模拟洞察力
Eli Danladi1, Philibus M Gyuk2, Nicholas N Tasie3
1Department of Physics, Federal University of Health Sciences, Otukpo, Benue State, Nigeria.
Heliyon
|June 14, 2023
概括
这项研究模拟了使用不同的金属背接触的矿太阳能电池 (PSC),发现金 (Pt) 是最佳材料. 模拟显示,Pt在无孔输送材料 (HTM) 和基于HTM的PSC中提高了功率转换效率.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 可再生能源可再生能源是可再生能源.
- 半导体物理 半导体物理
背景情况:
- 矿太阳能电池 (PSC) 提供高效率和低生产成本.
- 由于复杂的Spiro-OMeTAD合成和昂贵的黄金背接触,商业化受到阻碍.
- 替代金属背接口对于提高PSC可行性至关重要.
研究的目的:
- 调查各种金属背接触对PSC性能的影响.
- 评估带有或没有孔运输材料 (HTM) 的PSC.
- 为了确定最佳的金属接触和设备参数,以提高光伏效率.
主要方法:
- 使用SCAPS-1D软件进行一维设备模拟.
- 在PSC上对金属背接触工作函数 (WF) 的系统分析.
- 优化吸收器厚度,接口缺陷密度和电子输送材料 (ETM) 厚度.
主要成果:
- (Pt) 的工作功率为5.65 eV,成为无HTM和基于HTM的PSC的最佳金属接触物.
- 最初的模拟功率转换效率 (PCE) 达到26.229% (没有HTM) 和25.608% (基于HTM).
- 优化的设备实现了27.423% (无HTM) 和26.767% (基于HTM) 的PCE,电流密度和填充因子得到了显著改善.
结论:
- 金属背接触工作功能极大地影响PSC的性能.
- Pt 是一种高效的后接触材料,用于无HTM和基于HTM的PSC.
- 优化的设备参数和Pt背接口显著提高了PSC的效率和可行性.
