基于SCAPS-1D模拟的MASnI矿太阳能电池双接口层的设计和数值优化

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.
• 太阳能光伏发电是如何实现的

背景情况:

• 基于的矿太阳能电池 (PSC) 显示出高效率,但面临毒性问题.
• 基于锡的PSC是有希望的无替代品,但其稳定性和重组性不佳.
• 接口工程对于PSC性能至关重要,但在锡基系统中尚未得到充分探索.

研究的目的:

• 开发一种稳定高效的无锡基矿太阳能电池.
• 调查双接口结构对设备性能的影响.
• 为设计高性能,环保可持续的太阳能技术提供理论见解.

主要方法:

• 利用SCAPS-1D模拟来优化3C-SiC和CBz-PAI结合的双接口结构.
• 实现了接口工程,以抑制载体反扩散并最大限度地减少重组.
• 调整设备参数和电阻以提高性能.

主要成果:

• 与初始结构相比,双接口设计提高了填充系数 (FF) 10.82%和功率转换效率 (PCE) 3.09%.
• 在250K时实现了1.1418V的高开路电压 (Voc),29.54mA/cm2的短路电流密度 (Jsc),84.53%的FF和28.52%的PCE.
• 在广泛的温度范围内 (240360 K) 证明了设备的稳定运行.

结论:

• 拟议的双接口结构有效地提高了基PSC的性能.
• 这种方法为实现高性能,无和环保可持续的太阳能电池提供了可行的途径.
• 这些发现为未来基于锡的PSC研发提供了宝贵的理论指导.