使用CsSnGeI3/CsGeI3双吸收器和Cu2O HTL的高效无矿太阳能电池进行解
Md Ferdous Rahman1, Mahabur Rahman2, Md Faruk Hossain3
1Advanced Energy Materials and Solar Cell Research Laboratory, Department of Electrical and Electronic Engineering, Begum Rokeya University, Rangpur, 5400, Bangladesh. ferdousapee@gmail.com.
Scientific reports
|December 1, 2025
概括
这项研究使用双吸收层设计增强了无矿太阳能电池,实现了34.18%的功率转换效率. 优化的结构通过更好的光吸收和电荷分离来提高光伏性能.
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:
- 无矿太阳能电池 (PSC) 对可持续能源至关重要.
- 提高PSC的效率仍然是一个关键的研究目标.
- 双吸收层为提高光伏性能提供了一个有希望的策略.
研究的目的:
- 通过使用双吸收层设计,研究无PSC的效率提升.
- 为了评估CsSnGeI3/CsGeI3异质连接与Cu2O孔输送层的性能.
- 优化关键参数,最大限度地提高拟议的太阳能电池结构的功率转换效率.
主要方法:
- 使用单维太阳能电池容量模拟器 (SCAPS-1D) 进行设备模拟.
- 分析了吸收层厚度,兴奋剂度和缺陷密度的影响.
- 优化了工作温度,串联电阻和分流电阻.
主要成果:
- 通过双吸收器设计 (FTO/SnS2/CsGeI3/CsSnGeI3/Cu2O/Au) 实现了34.18%的功率转换效率.
- 优化了CsGeI3和CsSnGeI3.3的吸收层厚度为0.8微米.
- 确定了最佳兴奋剂度 (1×1017厘米−3对于CsGeI3,1×1016厘米−3对于CsSnGeI3) 和最小化的缺陷密度 (1×1012厘米−3).
- 确定了最佳工作温度 (300 K) 和串行电阻 (0 Ωcm2).
结论:
- 与单层设备相比,双吸收层设计显著提高了PSC的效率.
- 优化的设备参数带来了卓越的光伏性能,包括高短路电流密度 (32.67 mA/cm2),开路电压 (1.25 V) 和填充因子 (83.64%).
- 异质连接结构增强了光吸收和电荷分离,为未来的PSC开发提供了关键的见解.
