在各种基于HTL的柔性矿太阳能电池中CBz-PAI介层的影响:漂移-扩散数值研究
Selma Rabhi1,2, Talaat A Hameed3, Sasikumar Mayarambakam4
1Laboratory of Semiconductors Material and Metallic Oxides, USTHB, Bab-Ezzouar, 16111, Algiers, Algeria.
Heliyon
|May 23, 2024
概括
一个新的中间层 (CBz-PAI-IL) 通过改善电荷传输和减少矿/孔传输层接口上的重组来提高柔性矿太阳能电池 (FPSC) 的效率. 这导致最大功率转换效率 (PCE) 为27.9%.
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.
- 太阳能光伏发电是如何实现的
背景情况:
- 在接口 (ETL/矿和HTL/矿) 上的电荷载体重组限制了矿太阳能电池 (PSC) 的性能.
- 优化孔输送层 (HTL) 和接口工程对于提高PSC效率至关重要.
研究的目的:
- 通过在矿/HTL接口上引入一种新的CBz-PAI间层 (CBz-PAI-IL),提高灵活的PSC (FPSC) 效率.
- 通过漂移-扩散模拟来确定最大功率转换效率 (PCE) 的最佳FPSC设计.
主要方法:
- 研究了五种不同的HTL (Se/Te-Cu2O,CuGaO2,V2O5,CuSCN和Spiro-OMeTAD) 具有和没有CBz-PAI-IL.
- 采用漂移扩散模拟来分析设备性能和优化FPSC架构.
- 检查了矿吸收器厚度,缺陷密度,寄生虫阻力和温度的影响.
主要成果:
- 在PET/ITO/AZO/ZnO NWs/FACsPbBrI3/CBz-PAI/Se/Te-Cu2O/Au FPSC架构实现了创纪录的PCE 27.9%.
- 在CBz-PAI-IL显著降低了矿/HTL接口的价值带边 (VBE) /最高占成的分子轨道 (HOMO) 能量水平不匹配.
- 减少的能量水平不匹配促进了孔运输和抑制了接口电荷载体重组,导致较低的开路电压 (Voc) 损失.
结论:
- CBz-PAI-IL是一种有效的策略,用于增强孔运输和最大限度地减少FPSC中的重组.
- 开发的模拟方法成功确定了高性能FPSC设计.
- 这项研究提供了对控制卓越FPSC效率的设备物理的见解.
