基于Sb₂Se₃和CZTGSe的双吸收太阳能电池设计和模拟,用于高效太阳能电池

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.
• 半导体物理 半导体物理

背景情况:

• 基于化 (Sb2Se3) 的无机太阳能电池由于丰富,无毒的元素和良好的稳定性而具有吸引力.
• 当前的单吸收Sb2Se3太阳能电池具有有限的功率转换效率.
• 需要先进的设备架构来提高光伏性能.

研究的目的:

• 为了提高效率,研究双吸收式太阳能电池结构.
• 探索使用CZTGSe作为二次吸收层.
• 优化设备参数,以改善光伏指标.

主要方法:

• 使用SCAPS-1D软件进行设备模拟.
• 一个双吸收器结构的分析:FTO/WS₂/Sb₂Se₃/CZT_0.2G_0.8Se/Cu₂O/Au.
• 在CZTGSe和电子输送层 (ETL) 中 (Ge) 度的系统变化.

主要成果:

• 发现 CZTGSe 的最佳 Ge 度为 x = 0.8.8.
• WS₂被证明是测试中最有效的电子传输层.
• 优化的设备实现了37.76%的功率转换效率,填充系数为88.31%,VOC为1.117V,JSC为38.23mA/cm2.

结论:

• 拟议的双吸收器结构显著提高了Sb₂Se₃太阳能电池性能.
• CZTGSe是开发高效,稳定和具有成本效益的太阳能设备的有希望的材料.
• 进一步优化层特性和接口可以带来更大的改进.