在CZTSSe太阳能电池中通过BaSi2后表面场集成提高性能
T R S Chandran1, Deepak Kumar Panda1, Pratikhya Raut2
1Amrita School of Engineering Amaravati, Amrita Vishwa Vidyapeetham, Coimbatore, 522503, Andhra Pradesh, India.
Scientific reports
|December 5, 2025
概括
研究人员通过添加BaSi2背面场层来优化石太阳能电池,将效率从12.54%提高到16.37%. 进一步调整吸收器性能实现了模拟的19.61%的效率,解决了关键的性能限制.
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.
- 半导体物理 半导体物理
背景情况:
- 基于Kesterite的CZTSSe太阳能电池面临由于低开通电路电压 (VOC) 的效率限制.
- 优化吸收器和接口属性对于提高太阳能电池性能和稳定性至关重要.
- 热稳定性和操作温度对光伏参数的影响需要仔细评估.
研究的目的:
- 通过优化吸收器和接口特性来提高CZTSSe太阳能电池的模拟性能.
- 调查基于BaSi2的后面表面场 (BSF) 层对设备效率和VOC损失的影响.
- 在不同的工作温度下评估拟议的太阳能电池结构的热稳定性.
主要方法:
- 使用SCAPS-1D软件进行了数值模拟,以模拟CZTSSe太阳能电池.
- 一个基于BaSi2的BSF层被纳入,以减轻与VOC相关的损失.
- 对CZTSSe吸收层厚度 (0.53微米) 和兴奋剂度 (10-1210-18厘米-3厘米) 进行了系统研究.
主要成果:
- 加入BaSi2 BSF层可以将模拟效率从12.54%提高到16.37%.
- BaSi2 BSF层有效地减少了与VOC相关的损失,改善了设备的整体性能.
- 确定了最佳的CZTSSe吸收器厚度和兴奋剂度,在理想条件下实现了19.61%的模拟效率.
结论:
- 基于BaSi2的BSF层是提高CZTSSe太阳能电池效率的一个有希望的策略.
- 优化吸收层厚度和兴奋剂度进一步提高了设备的性能.
- 虽然减少厚度可以提高少数载体的寿命,但它对实验实现提出了挑战.
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