在用于航空航天应用的矿太阳能电池上的电荷传输层的厚度优化
Doowon Lee1, Kyeong Heon Kim2, Hee-Dong Kim1
1Department of Semiconductor Systems Engineering, and Convergence Engineering for Intelligent Drone, Institute of Semiconductor and System IC, Sejong University, 209, Neungdong-ro, Gwangjin-gu, Seoul 05006, Republic of Korea.
Nanomaterials (Basel, Switzerland)
|June 27, 2023
概括
在氧化 (SiO2) 涂层的矿太阳能电池中优化电子和孔输送层 (ETL/HTL) 提高了光吸收. 模拟确定ZnS作为一个最佳的ETL/HTL材料,实现高光利用效率.
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.
- 太阳能光伏发电是如何实现的
背景情况:
- 氧化 (SiO2) 涂层提高了用于航空航天应用的矿太阳能电池稳定性.
- SiO2沉积可以改变光反射率并降低电流密度,影响太阳能电池的整体效率.
- 对矿太阳能电池层 (ETL/HTL) 的实验优化是耗时且昂贵的.
研究的目的:
- 为了确定最佳的ETL和HTL材料和厚度,用于带有SiO2膜的矿太阳能电池.
- 用模拟来最大限度地减少光反射和最大限度地提高电流密度.
- 为了提高矿太阳能电池的效率,使用SiO2保护层.
主要方法:
- 使用了OPAL2光学模拟软件.
- 模拟了一个空气/SiO2/AZO/运输层/矿太阳能电池结构.
- 研究了运输层材料和厚度对光吸收和电流密度的影响.
主要成果:
- 实现了CH3NH3PbI3-纳米晶矿的高光利用率为95.3%,运输层为7nm ZnS.
- 当使用ZnS作为传输层时,观察到CsFAPbIBr (1.70 eV带间隙) 的高光利用率为94.89%.
- 模拟结果表明,ZnS是SiO2涂层矿太阳能电池中ETL/HTL的一个有希望的材料.
结论:
- 优化的ETL/HTL材料和厚度可以显著改善矿太阳能电池中的光管理.
- ZnS成为SiO2涂层矿太阳能电池中运输层的高效材料,增强光吸收.
- 基于模拟的优化为矿太阳能电池开发的实验测试提供了一个有效的替代方案.


