推进太阳能电池效率:作为缓冲层的Mn-Doped ZnS的实验和数值分析
Abdelali Talbi1, Yassine Khaaissa1, Fadoua Mansouri1
1Laboratory of Materials Physics and Subatomic, Faculty of Science, University Ibn Tofail, Kénitra BP.133-14000, Morocco.
ACS omega
|July 14, 2025
概括
硫化含的薄膜显示为太阳能电池的环保替代品. 适度的兴奋剂水平提高了模拟太阳能电池的效率,达到20%以上.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 固态物理 固态物理
- 可再生能源可再生能源是可再生能源.
背景情况:
- 薄膜太阳能电池通常使用硫化 (CdS) 缓冲层,这引起了环境问题.
- 开发高效,环保的CdS替代品对于可持续的太阳能技术至关重要.
研究的目的:
- 研究不同 (Mn) 兴奋剂度对硫化 (ZnS) 薄膜特性的影响.
- 评估Mn-doped ZnS薄膜在太阳能电池应用中作为CdS的替代品的光伏潜力.
主要方法:
- 在450°C的超声波辅助化学蒸气沉积 (Mist CVD) 技术中合成了胺胺薄膜.
- 使用XRD,拉曼光谱,SEM,紫外线光谱和霍尔效应测量来表征结构,形态,光学和电气性能.
- 为了评估太阳能电池性能,进行了SCAPS-1D模拟.
主要成果:
- 胺兴奋剂显著影响了ZnS薄膜的结构,形态,光学和电气特性.
- 采用12%的Mn兴奋剂的ZnS/Mn缓冲层实现了14.91%的模拟太阳能电池效率.
- 优化Mn-doped ZnS缓冲层导致模拟太阳能电池效率进一步提高到20.40%.
结论:
- -化 ZnS 薄膜,特别是在中等化水平下,代表了对 CdS 的可行和环保的替代品.
- 这些发现突显了Mist CVD培养的Mn-doped ZnS在下一代薄膜太阳能电池中的潜力.
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