为室内应用优化运输载体免费的全聚合物太阳能电池:在白色LED照明下进行TCAD模拟
Marwa S Salem1, Mohamed Okil2, Ahmed Shaker3
1Department of Computer Engineering, College of Computer Science and Engineering, University of Ha'il, Ha'il 55211, Saudi Arabia.
Polymers
|May 25, 2024
概括
全聚合物太阳能电池 (APSC) 显示出室内使用的前景. 通过模拟优化孔和电子传输层,可以显著提高LED光下的APSC效率.
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.
- 设备物理 设备物理
背景情况:
- 全聚合物太阳能电池 (APSC) 正在探索室内能源采集.
- 在环境照明条件下优化APSC性能对于实际应用至关重要.
研究的目的:
- 通过模拟来研究APSC在白色LED照明下的效率.
- 确定最佳的材料和结构,以提高室内环境中的APSC性能.
主要方法:
- 使用SCAPS TCAD设备模拟器在LED光线下模拟APSC性能 (1000卢克斯,0.305mW/cm2).
- 根据制造的细胞 (CD1:PBN-21吸收器,PEDOT:PSS HTL) 的实验数据进行验证的模拟.
- 评估了各种孔输送层 (HTL) 和电子输送层 (ETL) 材料,用于传统和倒置细胞结构.
主要成果:
- 实现模拟准确性与16.75%效率的制造细胞进行验证.
- 确定NiO是传统结构的有希望的HTL,效率可能超过27%.
- 确定ZnS作为倒置结构的最佳ETL,达到约33%的效率.
- 调查接口和批量缺陷,以了解效率限制.
结论:
- 材料选择和结构设计对于优化室内环境中的APSC性能至关重要.
- 模拟为设计高效率的APSC提供了强大的工具,用于特定应用,如室内能源采集.
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