在使用等离子纳米粒子的矿太阳能电池中建模通往>30%的功率转换效率的路径
Md Mashrafi1, M Hussayeen Khan Anik2, Mst Farhana Israt1,3
1Department of Electrical and Electronic Engineering, University of Dhaka 1000 Dhaka Bangladesh sharnali.eee@du.ac.bd.
RSC advances
|June 29, 2023
概括
等离子纳米结构显著提高矿太阳能电池 (PSC) 的光吸收和功率转换效率 (PCE). 这项研究表明,在下一代太阳能技术中实现30%以上的PCE的途径.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 纳米技术 纳米技术
- 可再生能源可再生能源是可再生能源.
背景情况:
- 混合有机-无机化物矿太阳能电池 (PSC) 由于高功率转换效率 (PCE),成本效益和易于制造,显示出很大的前景.
- 目前的PSC效率超过20%,但达到30%以上需要增强的吸光策略.
研究的目的:
- 量化分析等离子纳米粒子阵列对甲基化 (CH3NH3PbI3) PSCs 的吸收光谱的影响.
- 调查工程光吸收PSC的光学和电气性能增强的组合.
主要方法:
- 使用有限元素方法 (FEM) 进行多物理模拟,用金 (Au) 纳米圈阵列模拟光吸收.
- 一维太阳能电池电容软件 (SCAPS 1-D) 模拟以评估增强吸收对PCE的影响.
主要成果:
- 一组Au纳米球使平均光吸收率提高了45%以上,而基线结构的平均吸收率为27.08%.
- 模拟预测PSCs与等离子体增强的PCE约为30.4%,比基线显著增加~21%的PCE.
结论:
- 等离子纳米结构,特别是Au纳米圈,提供了一种可行的策略,可以大大提高PSC中的光吸收.
- 通过等离子体进行工程光吸收具有推动PSC向下一代光电子应用的巨大潜力.


