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Polymers:无铅钙钛矿/有机叠层太阳能电池的模拟仿真

 更新时间:2023-08-14 点击量:490

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主要内容

有机和钙钛矿半导体材料由于其相似的加工技术和带隙可调性而成为组合。研究团队通过使用 光电模拟仿真软件SETFOS 对钙钛矿/有机叠层太阳能电池(TSCs)进行了设计与分析。

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在这篇文章中,研究团队将宽带隙无铅ASnI2Br钙钛矿顶部子电池与窄带隙DPPEZnP-TBO:PC61BM异质结有机底部子电池结合使用以形成2T叠层电池。通过优化前部和后部子电池厚度,所提出的钙钛矿/有机叠层太阳能电池实现13.32%的效率、Jsc为13.74mA/cm²,Voc为1.486V,满足电流匹配条件。此外,当利用全光电模拟来优化叠层时,尽管Jsc降低至12.27mA/cm²,叠层仍显示出约14%的更高效率。研究表明,当通过全局优化例程对多个串联层进行并行优化可以进一步提高效率,并展示了缺陷的影响,以突出其他提高效率的途径。这项研究为进一步提高无铅钙钛矿/有机叠层太阳能电池效率提供了方向。

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图1.(a) 钙钛矿电池结构的层堆叠和(b)PSC中各层的能带排列(在接触之前)

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图2.(a) 有机电池结构的层堆叠和(b)OSC中各层的能带排列(在接触之前)


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图3. 通过用SETFOSS模型拟合实验获得的照明J-V特性:(a)PSC和(b)OSC


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文献信息

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

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