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Nat. Commun.:寬帶隙鈣鈦礦p-i-n太陽能電池的開路和短路損耗

 更新時間:2023-06-07 點擊量:314

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主要內容

牛津大學Henry J. Snaith教授團隊通過研究表明,Voc缺陷是由鈣鈦礦和ETL界面處較差的能帶排列引起的。另外通過漂移擴散模擬,移動離子阻礙電荷提取,可導致Jsc損失。

在這篇文章中,團隊將理論和實驗方法相結合,以了解和減少寬帶隙Br-rich鈣鈦礦pin器件在開路電壓(Voc)和短路電流(Jsc)條件下的損耗。內部準費米能級分裂(QFLS)和外部Voc之間的失配對這些器件是有害的。

用guanidinium-Br和imidazolium-Br修飾鈣鈦礦頂表面在n-界面形成低維鈣鈦礦相,可抑制QFLS-Voc失配,并提高Voc。同時,在p界面使用離子夾層或自組裝單層可減少由移動離子在Jsc引導的推斷場屏蔽,促進了電荷提取并提高了Jsc。n型和p型優化的結合能夠接近鈣鈦礦吸收層的熱力學潛力,從而產生1cm2的器件,Vocs的性能參數高達1.29?V、 填充因子超過80%,Jscs高達17mA/cm2,在85°C時,T80的熱穩定性壽命超過3500h。


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研究團隊使用 Setfos模擬仿真軟件 證明,由于在鈣鈦礦界面處有更強的電場,空穴傳輸層增強了電荷提取。


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產品推薦-Setfos模擬仿真軟件

Setfos用于各種類型太陽能電池(包括鈣鈦礦、有機、疊層、硅基電池等)、鈣鈦礦LED、OLED器件及相關光電材料性能的仿真系統,對器件設計、構建、光學性能、電學性能以及光電材料的性能進行模擬計算和優化。(點擊訪問)


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文獻信息

Open-circuit and short-circuit loss management in wide-gap perovskite p-i-n solar cells

Pietro Caprioglio, Joel A. Smith, Robert D. J. Oliver, Akash Dasgupta, Saqlain Choudhary, Michael D. Farrar, Alexandra J. Ramadan, Yen-Hung Lin, M. Greyson Christoforo, James M. Ball, Jonas Diekmann, Jarla Thiesbrummel, Karl-Augustin Zaininger, Xinyi Shen, Michael B. Johnston, Dieter Neher, Martin Stolterfoht & Henry J. Snaith
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