高效双层CuO钙钛矿太阳能电池的设计与优化

《physica status solidi (RRL) – Rapid Research Letters》：Design and Optimization of High-Efficiency Double-Layer CuO Perovskite Solar Cells

本文研究了AM1.5G光照下单结钙钛矿太阳能电池的光学特性，采用1D太阳能电池电容模拟器与有限差分时域法，分析了CuO空穴传输层对光吸收效率的提升作用及MASnI3层厚度对光电转换效率的影响，发现双CuO层结构总厚度900nm时光吸收效率达92.73%，当MASnI3活性层厚度为400nm时，电流密度29.27mA/cm2，开路电压0.993V，功率转换效率25.27%，为开发更薄、更高效钙钛矿太阳能电池奠定基础。

　　

摘要

本文利用太阳能电池电容模拟器-1D和时域有限差分方法，研究了单结钙钛矿太阳能电池（PSCs）在AM1.5G光照条件下的光学特性。探讨了CuO空穴传输层对太阳能电池光吸收效率的影响，以及MASnI₃钙钛矿层厚度对太阳能电池光伏转换效率和量子效率的作用。研究结果表明，在相同条件下，CuO能够提升光吸收性能，从而在提高光吸收效率方面发挥重要作用。此外，MASnI₃层的厚度与光电转换效率之间不存在线性关系，偏离最佳厚度会导致效率下降。研究发现，所提出的双层CuO PSC总厚度为900纳米，光吸收效率为92.73%。当MASnI₃活性层厚度为400纳米时，其短路电流（J_sc）为29.27 mA cm^?2，开路电压（V_oc）为0.993 V，功率转换效率达到25.27%。本研究揭示了同一种材料在减小电池厚度方面的多重应用价值，为开发更高效、更薄、更轻的PSCs奠定了基础。

利益冲突

作者声明不存在利益冲突。