对基于CsSnI3的矿石太阳能电池进行了全面的研究,具有不同的孔运输层和反向接触
Seyedeh Mozhgan Seyed-Talebi1,2, Mehrnaz Mahmoudi2, Chih-Hao Lee1
1Department of Engineering and System Science, National Tsing Hua University, Hsinchu 300044, Taiwan.
Micromachines
|August 26, 2023
概括
没有的矿太阳能电池 (PSC) 显示出商业化前景. 将Spiro-OMeTAD替换为Cu2ZnSnSe4作为孔输送层,可以显著提高效率,达到21.63%.
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.
- 固态物理 固态物理
背景情况:
- 矿太阳能电池 (PSC) 在功率转换效率 (PCE) 方面迅速发展.
- 不稳定性和毒性是PSC商业化的主要障碍.
- 非有机无CsSnI3基化矿提供了更好的稳定性,耐降解性,更低的成本和更少的载体重组.
研究的目的:
- 作为一种稳定且无毒的替代品,研究无CsSnI3基PSC.
- 通过探索各种孔输送层 (HTL) 和反接触材料来优化设备性能.
- 通过材料替代和设备配置,为提高PSC效率提供见解.
主要方法:
- 使用1D太阳能电池电容模拟器 (SCAPS) 的设备模拟.
- 使用Spiro-OMeTAD HTL的初始模拟与实验数据 (12.96% PCE) 进行了验证.
- 系统评估矿厚度 (高达800nm) 和工作温度.
- 对13种不同的HTL和11种反接触金属进行选.
- 对120个设备配置进行了全面分析.
主要成果:
- 模拟的标准设备与330nm矿厚度实现了12.96%的PCE.
- 经过800纳米的优化矿厚度,PCE的最大值为18.15%.
- 用Cu2ZnSnSe4作为HTL替换Spiro-OMeTAD导致最高的PCE为21.63%.
- 还探索了反接触修改,以进一步提高性能.
结论:
- 无CsSnI3基PSC是一种可行的替代基对应物.
- Cu2ZnSnSe4 是 CsSnI3 PSC 的一个有前途的 HTL 材料,显著提高了效率.
- 通过HTL选择和反接触工程来优化设备对于推进PSC技术至关重要.
