用于制造高性能Sb₂Se₃太阳能电池的颗粒大小和吸收器厚度

科学领域:

• 材料科学
• 太阳能发电
• 薄膜太阳能电池

背景情况:

• 对于太阳能电池来说,Sb2Se3薄膜是有前途的,但优化颗粒方向的效率尚未得到充分研究.
• 缺乏理论理解阻碍了高性能Sb2Se3太阳能设备的设计.

研究的目的:

• 理论上研究粒度方向对Sb2Se3薄膜太阳能电池性能的影响.
• 建立谷物定向和光伏设备指标之间的基本关系.

主要方法:

• 用有限元模拟来建模Sb2Se3薄膜太阳能电池.
• 不同类型的电荷传输特性被独特地纳入模拟.

主要成果:

• 当谷物方向从[010]转变为[001]时,功率转换效率 (PCE) 增加了125%.
• 大颗粒大小 (>1.5μm) 或薄吸收层 (<0.4μm) 可减轻非偏好的负面影响.
• 使用2μm颗粒和0.6μm厚度的最大PCE达到18.52%,产生0.75V的V_OC,31.64mA/cm2的J_SC和76.35%的FF.

结论:

• 颗粒的方向极大地影响Sb2Se3薄膜太阳能电池的性能.
• 控制颗粒大小和吸收器厚度等策略为高效的Sb2Se3太阳能电池提供了实用途径.