铒掺杂对钆铁石榴石结构、磁性和介电性能的改性研究

本文创新性地采用喷雾沉积法制备Cs3Bi2I9钙钛矿太阳能电池(PSC)，通过SCAPS 1D软件模拟优化获得12.57%的理论转换效率(PCE)。研究揭示了界面缺陷与电荷复合动力学对FTO/TiO2/Cs3Bi2I9/CuSCN/Al全无机器件性能的影响机制，实验制备器件实现0.52%的PCE，为无铅钙钛矿光伏技术提供了新思路。

　　

数值模拟与FTO/TiO₂/Cs₃Bi₂I₉/CuSCN/Al器件研究

本研究采用SCAPS 1D软件对新型全无机钙钛矿太阳能电池进行数值模拟，这个太阳能电容模拟器能让我们像玩"电子积木"一样，通过调节各层参数来预测器件性能。我们重点分析了电子传输层(ETL)和空穴传输层(HTL)这对"黄金搭档"的协同效应，就像为光生电荷修建了双向高速公路。

吸收层厚度与缺陷密度的组合效应

钙钛矿吸收层就像太阳能电池的"光捕获网"，其厚度和缺陷密度存在精妙的平衡关系。模拟显示：当吸收层厚度为600nm且缺陷密度低于10¹⁵ cm^-3时，器件效率达到峰值。有趣的是，过厚的吸收层反而会变成电荷复合的"死亡陷阱"，这就像在迷宫里增加太多死胡同会困住探险者一样。

结论

通过系统模拟，我们为这种无铅钙钛矿太阳能电池绘制了"性能地图"：优化后的电子传输层(ETL)和空穴传输层(HTL)厚度分别为50nm和150nm时，就像为电荷准备了VIP快速通道。界面缺陷被证实是效率的"隐形杀手"，需要控制在10¹⁰ cm^-2以下。这些发现为实验制备提供了精准的"配方指南"。