模拟高效率的Sb₂Se₃太阳能电池,使用Zn₃P₂作为使用SCAPS-1D的后面表面场层

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:

• 大量和接口的重组损失限制了胺 (Sb₂Se₃) 的太阳能电池效率.
• 开发高效和环保的太阳能电池对于可再生能源至关重要.

研究的目的:

• 为了提高无Sb2Se3太阳能电池的功率转换效率.
• 调查使用二硫化物 (WS₂) 作为缓冲层和化物 (Zn₃P₂) 作为后面表面场 (BSF) 层.

主要方法:

• 使用SCAPS-1D软件进行设备模拟.
• 优化吸收器,缓冲器和BSF层的参数 (厚度,兴奋剂,缺陷).
• 对带对齐,载体重组和寄生虫抵抗的分析.

主要成果:

• WS₂和 Zn₃P₂提供适当的带对齐并减少接口重组.
• 优化的Sb2Se3太阳能电池实现了29.5%的效率,其中Voc=0.99V,Jsc=34.99mA/cm2和FF=85.36%.
• 最佳参数包括吸收器厚度 (1.0微米),合 (10-17厘米-3厘米),缺陷密度 (10-14厘米-3厘米),WS2缓冲区 (50纳米,10-17厘米-3厘米) 和ZnP2BSF (100纳米,10-20厘米-3厘米).

结论:

• 拟议的WS₂/Zn₃P₂配置显著提高了Sb₂Se₃太阳能电池的性能.
• 这种方法为低成本,环保,高效的薄膜光伏设备提供了途径.
• 这些发现鼓励实践设备制造的实验验证.