使用SCAPS-1dd增强光伏性能的双终端单立体矿-CIGS并列太阳能电池的数值模拟分析
Alok Kumar1, Sushama M Giripunje1, Mukesh Bharadwaj2
1Nanomaterials and Energy Harvesting Devices Laboratory, Department of Physics, Visvesvaraya National Institute of Technology, Nagpur, Maharashtra, 440010, India.
Langmuir : the ACS journal of surfaces and colloids
|July 23, 2025
概括
这项研究使用SCAPS-1D.模拟了一种高效的矿-CIGS双联太阳能电池 (TSC),使用SCAPS-1D. 这种新的设计将能源损耗降至最低,为先进的太阳能应用实现26.06%的转换效率.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 可再生能源是可再生能源的来源.
- 太阳能光伏发电是如何实现的
背景情况:
- 单节太阳能电池遭受热化和传输损失,限制了它们的效率.
- 双联太阳能电池通过吸收更广泛的太阳光谱来提供解决方案.
- 矿和铜印化 (CIGS) 是双重开发太阳能电池的有希望的材料.
研究的目的:
- 设计和模拟使用无CsGeI3矿和CIGS的高效双联太阳能电池 (TSC).
- 通过在更广泛的光谱中优化光吸收来最大限度地减少热化和传输损失.
- 为了研究单个细胞和集成合结构的性能.
主要方法:
- 使用SCAPS-1D (一维太阳能电池容量模拟器) 的设备模拟.
- 顶部 (CsGeI3) 和底部 (CIGS) 太阳能电池与实验数据的校准.
- 分析参数,包括厚度,抗寄生虫,温度和量子效率.
主要成果:
- 优化的CsGeI3 (1.6 eV) 和CIGS (1.1 eV) 太阳能电池被单独模拟.
- 提出了一种配对配置,具有273nm顶部细胞和1000nm底部细胞.
- 模拟的矿-CIGS双联太阳能电池实现了26.06%的功率转换效率 (PCE),功率转换效率为1.73 V,J_SC为19.32 mA cm-2和FF为77.98%.
结论:
- 这种CsGeI3/CIGS双联太阳能电池设计有效地减少了能源损失.
- 模拟设备展示了一条通往高效,低成本并联太阳能电池的有希望的途径.
- 这项研究验证了矿-CIGS合技术对下一代光伏的潜力.


