基于CsCdI3的矿太阳能电池架构的各种ETL/HTL工程的计算建模和光伏性能评估
Ashraful Mujahid1, Mohammad Yasin Hayat Khan1, Md Mayen Uddin2
1Materials Research and Simulation Lab, Department of Electrical and Electronic Engineering, International Islamic University Chittagong Kumira Chittagong 4318 Bangladesh zahidhasan.02@gmail.com.
RSC advances
|September 12, 2025
概括
这项研究优化了使用SCAPS-1D模拟的,,三 (CsCdI3) 矿太阳能电池 (PSC). 无CsCdI3 PSC实现了25.06%的功率转换效率,提供了一个有前途的环保太阳能技术.
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) 显示高效率,但毒性是一个问题.
- 完全无机的PSC,如使用三化物 (CsCdI3) 的PSC,正在成为更安全的替代品.
- 优化设备组件对于提高PSC性能和稳定性至关重要.
研究的目的:
- 研究和优化基于CsCdI3的PSC,以提高效率和商业可行性.
- 探索各种后金属接触 (BMC),电子输送层 (ETL) 和孔输送层 (HTL).
- 为了验证 CsCdI3 的结构稳定性,用于潜在的太阳能电池应用.
主要方法:
- 使用SCAPS-1D软件进行设备模拟.
- 系统优化吸收器厚度,缺陷密度和ETL厚度.
- 对9种不同的BMC进行了调查,随后对8种HTL和6种ETL进行了查.
- 对设备性能参数,稳定性因素和材料性能进行分析.
主要成果:
- 一个优化的ITO/ZnO/CsCdI3/MoS2/Ni结构实现了25.06%的功率转换效率 (PCE).
- 关键绩效指标包括0.936 V V_OC,30.7 mA cm^-2 J_SC,以及87.14%的FF.
- 详细分析探讨了R_s,R_sh,温度依赖,重组,带对齐和Mott-Schottky特征等因素.
- 耐受性因子分析证实了CsCdI3.3的结构稳定性.
结论:
- 基于CsCdI3的PSC提供了高效且无的光伏技术.
- 优化的设备结构显示了具有成本效益的太阳能转换的巨大潜力.
- 为了推进可持续能源解决方案,对CSCdI3 PSC进行进一步的研究是有必要的.
