矿太阳能电池的增强结构和光电子性能,通过将MnSe纳入MAPbI吸收层
Muhammad Sikandar Farooq1, Dhafer O Alshahrani2, Sadia Kanwal1
1Department of Physics, University of Sahiwal Sahiwal 57000 Pakistan.
RSC advances
|May 8, 2025
概括
这项研究通过向MAPbI3添加MnSe2来增强矿太阳能电池 (PSC),将效率提高到21.95%. 这种新的方法改善了光吸收,减少了缺陷,并增强了充电传输,以获得更好的光伏性能.
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:
- 矿太阳能电池 (PSC) 是下一代光伏的前景.
- 提高PSC的效率和稳定性仍然是一个关键的研究挑战.
- 与缺陷相关的非辐射重组限制了当前PSC的性能.
研究的目的:
- 为了研究将化 (MnSe2) 纳入甲基化 (MAPbI3) 吸收层的效果.
- 提高PSC的光学,结构和光伏性能.
- 在PSC中实现更高的功率转换效率 (PCE).
主要方法:
- 紫外线可见光谱 (UV-vis) 用于分析光学特性和带隙.
- 光发光 (PL) 光谱法用于评估电荷载体重组.
- 用于结构和晶体分析的X射线衍射 (XRD).
- 电化学阻抗光谱 (EIS) 用于评估电荷重组电阻.
- 对光伏性能进行电流密度-电压 (J-V) 和外部量子效率 (EQE) 测量.
主要成果:
- 加入MnSe2导致了吸收边缘的红移,将带隙减少到1.62 eV,并改善了光吸收.
- 添加MnSe2增强了光发射,表明非辐射重组减少.
- XRD分析显示结晶体大小增加和脱位线密度降低,这意味着结晶度有所改善.
- EIS测量显示,复合电阻 (Rrec) 从4835 Ω增加到5941 Ω.
- 功率转换效率 (PCE) 从MAPbI3的18.09%提高到MnSe2-MAPbI3.3的21.95%
结论:
- MnSe2是增强基于MAPbI3的PSC性能的一个有前途的添加剂.
- 添加MnSe2可以改善光吸收,减少电荷重组,增强结晶性.
- 该研究表明,开发具有未来应用潜力的高性能PSC是一种可行的战略.
