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Updated: Jun 28, 2025
05:15
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Published on: February 3, 2021
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SCAPS-1D模拟有机金属化物矿:在撒哈拉以南的温度条件下的性能比较
Anthony C Ozurumba1, Nnamdi V Ogueke2, Chinyere A Madu3
1Africa Center of Excellence in Future Energies and Electrochemical Systems, Federal University of Technology, Owerri, Imo State, Nigeria.
Heliyon
|April 24, 2024
概括
有机金属化物矿太阳能电池在撒哈拉以南非洲地区显示出绿色能源的前景. 石墨烯被动化可以提高性能,特别是在温暖的气候下使用甲基酸设备.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 可再生能源工程可再生能源工程
- 太阳能光伏发电是如何实现的
背景情况:
- 太阳能对于撒哈拉以南非洲的绿色能源转型至关重要.
- 工作温度显著影响太阳能模块的性能,特别是在高阳光照射区域.
- 有机金属化物矿 (OHP) 是一个有前途的光伏材料.
研究的目的:
- 为了研究工作温度对formamidinium化 (FASnI3) 和甲基化化 (MAPbI3) 太阳能电池的影响.
- 在尼日利亚的气候条件下,评估这些OHP设备在石墨烯被动化后的性能提升.
- 确定OHP太阳能电池适用于撒哈拉以南的环境的适用性.
主要方法:
- 用FASnI3和MAPbI3制造的太阳能电池在尼日利亚两个城市进行了测试.
- 对OHP设备进行了石墨烯被动化.
- 使用一维太阳能电容模拟软件 (SCAPS-1D) 模拟性能.
- 进行了热分析,以评估设备在温度范围 (20-64°C) 的行为.
主要成果:
- 石墨烯被动化使FASnI3设备的转换效率提高了0.51%,而MAPbI3设备的转换效率提高了3.11%.
- 石墨烯有效地减少了电荷重组和金属扩散,这是OHP中的关键损失机制.
- MAPbI3装置在20-64°C之间显示出更好的填充因子和功率转换效率.
- 在更恶劣的热条件下 (卡杜纳,干旱季节) MAPbI3 太阳能电池的性能最好.
结论:
- 石墨烯被动化是一种可行的策略,可以提高撒哈拉以南非洲的OHP太阳能电池性能.
- MAPbI3太阳能电池适合在工作温度低于65°C的地区部署.
- 材料修改,如石墨烯被动化,使OHP设备在各种气候条件下能够实际应用.
