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Polymers:無鉛鈣鈦礦/有機(jī)疊層太陽能電池的模擬仿真

閱讀:712        發(fā)布時(shí)間:2023/8/14
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主要內(nèi)容

有機(jī)和鈣鈦礦半導(dǎo)體材料由于其相似的加工技術(shù)和帶隙可調(diào)性而成為組合。研究團(tuán)隊(duì)通過使用 光電模擬仿真軟件SETFOS 對(duì)鈣鈦礦/有機(jī)疊層太陽能電池(TSCs)進(jìn)行了設(shè)計(jì)與分析。

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在這篇文章中,研究團(tuán)隊(duì)將寬帶隙無鉛ASnI2Br鈣鈦礦頂部子電池與窄帶隙DPPEZnP-TBO:PC61BM異質(zhì)結(jié)有機(jī)底部子電池結(jié)合使用以形成2T疊層電池。通過優(yōu)化前部和后部子電池厚度,所提出的鈣鈦礦/有機(jī)疊層太陽能電池實(shí)現(xiàn)13.32%的效率、Jsc為13.74mA/cm2,Voc為1.486V,滿足電流匹配條件。此外,當(dāng)利用全光電模擬來優(yōu)化疊層時(shí),盡管Jsc降低至12.27mA/cm2,疊層仍顯示出約14%的更高效率。研究表明,當(dāng)通過全局優(yōu)化例程對(duì)多個(gè)串聯(lián)層進(jìn)行并行優(yōu)化可以進(jìn)一步提高效率,并展示了缺陷的影響,以突出其他提高效率的途徑。這項(xiàng)研究為進(jìn)一步提高無鉛鈣鈦礦/有機(jī)疊層太陽能電池效率提供了方向。

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圖1.(a) 鈣鈦礦電池結(jié)構(gòu)的層堆疊和(b)PSC中各層的能帶排列(在接觸之前)

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圖2.(a) 有機(jī)電池結(jié)構(gòu)的層堆疊和(b)OSC中各層的能帶排列(在接觸之前)


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圖3. 通過用SETFOSS模型擬合實(shí)驗(yàn)獲得的照明J-V特性:(a)PSC和(b)OSC


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文獻(xiàn)信息

Full Optoelectronic Simulation of Lead-Free Perovskite/Organic Tandem Solar Cells

Marwa S. Salem, Ahmed Shaker*, Mohamed Abouelatta and Ahmed Saeed



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