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Polymers:無鉛鈣鈦礦/有機疊層太陽能電池的模擬仿真

 更新時間:2023-08-14 點擊量:331

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主要內容

有機和鈣鈦礦半導體材料由于其相似的加工技術和帶隙可調性而成為組合。研究團隊通過使用 光電模擬仿真軟件SETFOS 對鈣鈦礦/有機疊層太陽能電池(TSCs)進行了設計與分析。

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在這篇文章中,研究團隊將寬帶隙無鉛ASnI2Br鈣鈦礦頂部子電池與窄帶隙DPPEZnP-TBO:PC61BM異質結有機底部子電池結合使用以形成2T疊層電池。通過優化前部和后部子電池厚度,所提出的鈣鈦礦/有機疊層太陽能電池實現13.32%的效率、Jsc為13.74mA/cm2,Voc為1.486V,滿足電流匹配條件。此外,當利用全光電模擬來優化疊層時,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,當通過全局優化例程對多個串聯層進行并行優化可以進一步提高效率,并展示了缺陷的影響,以突出其他提高效率的途徑。這項研究為進一步提高無鉛鈣鈦礦/有機疊層太陽能電池效率提供了方向。

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

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圖2.(a) 有機電池結構的層堆疊和(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模型擬合實驗獲得的照明J-V特性:(a)PSC和(b)OSC


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文獻信息

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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