电子输送层类型对没有Pb的Cs₂AgBiBr₆双矿石性能的影响:基于SCAPS-1D太阳能模拟器的研究

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:

• 由于其增强的稳定性和降低的毒性,人们对无化物双矿越来越感兴趣.
• 矿太阳能电池 (PSC) 的开发作为一个有前途的可再生能源技术.
• 需要有效和稳定的无替代传统的以为基础的PSC.

研究的目的:

• 引入和研究具有Cs₂AgBiBr₆吸收层的无矿太阳能电池 (PSC).
• 检查吸收层厚度和各种电子传输层 (ETL) 对设备性能的影响.
• 在无PSC中实现高光电子转换效率 (PCE).

主要方法:

• ITO/ETL/Cs₂AgBiBr₆/Cu₂O/Au多层太阳能电池结构的制造.
• 使用太阳能电池模拟器 (SCAPS-1D) 模拟设备性能.
• 吸收层厚度的系统变化和不同ETL材料的评估 (ZnO,C60,CdS,SnO2,PCBM,TiO2).

主要成果:

• 对所有测试的ETL来说,最佳吸收层厚度确定为400nm.
• 获得的最大PCE:20.08% (ZnO),17.63% (C₆₀),14.07% (CdS),12.11% (SnO₂),14.94% (PCBM) 和18.83% (TiO₂) 达到的最高值.
• 证实ETL材料选择对整体设备性能有显著影响.

结论:

• 开发高性能无化物双矿太阳能电池的可行性.
• 为多层结构选择兼容材料的重要性,以优化PCE.
• 无PSC与以为基础的PSC竞争的潜力.