来自矿/CIGS双联光伏电池的38.39%的突出转换效率:通过计算建模进行协同优化
Md Ashraful Islam1, Atik Jawad2, Nahid Akhter Jahan1
1Department of Electrical and Electronic Engineering, Southeast University, Dhaka-1212, Bangladesh.
Heliyon
|October 9, 2023
概括
结合CsSnGeI3矿和CIGS的新型无联体太阳能电池实现了创纪录的38.39%的功率转换效率. 这种完全无机的设计为低成本,高效的光伏技术提供了一个有前途的途径.
科学领域:
- 材料科学与工程 材料科学与工程
- 可再生能源技术可再生能源技术
- 太阳能光伏发电是如何实现的
背景情况:
- 开发高效和稳定的无矿太阳能电池对于可持续能源至关重要.
- 协奏式太阳能电池提供了一条超越单连接器件效率极限的途径.
- 全无机材料是可取的,因为它们可以提高稳定性和减少对环境的影响.
研究的目的:
- 设计,模拟和优化一个完全无机无的双联光伏 (PV) 电池.
- 为了实现高功率转换效率 (PCE),使用CsSn0.5Ge0.5I3矿顶细胞和CIGS底细胞.
- 探索用于下一代太阳能新材料组合的潜力.
主要方法:
- 利用SCAPS-1D模拟器设计和优化双重光伏电池结构.
- 独立模拟了顶部 (CsSn0.5Ge0.5I3/ZnO/NiO) 和底部 (CIGS/Spiro-OMeTAD/TiO2) 的子细胞.
- 优化吸收层厚度,以实现子电池之间的电流匹配.
主要成果:
- 实现了 38.39% 的卓越的整体功率转换效率 (PCE).
- 获得了83.4%的填充系数 (FF) 和2.48V的开放电路电压 (Voc).
- 短路电流密度 (Jsc) 达到18.64 mA cm-2,超过了目前的文献.
结论:
- 设计的全无无机无双联光伏电池表现出了卓越的性能.
- 优化的结构为开发低成本和高效无机矿联太阳能电池提供了可行的途径.
- 预计这项工作将对未来光伏技术的发展做出重大贡献.
