使用DFT和SCAPS-1DD设计和模拟高效率的KSnI3基矿太阳能电池
A Yousfi1, O Saidani2, A Benmakhlouf3
1ETA Laboratory, Department of Electronics, Faculty of Sciences and Technology, University Mohamed El Bachir El Ibrahimi of Bordj Bou Arréridj, 34030, Bordj Bou Arreridj, Algeria.
Scientific reports
|October 23, 2025
概括
本研究介绍了使用CeO2和CBTS层的新KSnI3太阳能电池设计. 模拟显示功率转换效率为13.46%,为未来的KSnI3太阳能电池研究提供了洞察力.
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:
- 矿太阳能电池提供高效率,但稳定性仍然存在挑战.
- 开发新的异构结构对于推进太阳能电池技术至关重要.
- KSnI3是一个有前途的材料,用于高效和稳定的太阳能转换.
研究的目的:
- 设计和模拟基于KSnI3的新型异构结构太阳能电池.
- 为了研究电子和孔输送层对设备性能的影响.
- 为提高功率转换效率 (PCE) 优化关键参数.
主要方法:
- 密度函数理论 (DFT) 用于材料属性表征.
- 用于模拟太阳能电池设备的SCAPS-1D软件.
- KSnI3层厚度,缺陷密度和电子亲和力的系统变化.
主要成果:
- 拟议的ITO/CeO2/KSnI3/CBTS/Ag结构实现了13.46%的PCE.
- 优化的参数包括KSnI3厚度 (1.4μm),缺陷密度 (1014 cm−3) 和电子亲和力 (3.44 eV).
- 模拟结果与实验数据有很好的一致性,验证了模型.
结论:
- 新的KSnI3异构设计表明了高性能太阳能电池的巨大潜力.
- 该研究为优化基于KSnI3的太阳能电池制造和性能提供了宝贵的见解.
- 鼓励进一步的研究以实验验证这些模拟结果.
