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Nat. Commun.:寬帶隙鈣鈦礦p-i-n太陽(yáng)能電池的開路和短路損耗

 更新時(shí)間:2023-06-07 點(diǎn)擊量:1188

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主要內(nèi)容

牛津大學(xué)Henry J. Snaith教授團(tuán)隊(duì)通過(guò)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(guò)漂移擴(kuò)散模擬,移動(dòng)離子阻礙電荷提取,可導(dǎo)致Jsc損失。

在這篇文章中,團(tuán)隊(duì)將理論和實(shí)驗(yàn)方法相結(jié)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(nèi)部準(zhǔn)費(fèi)米能級(jí)分裂(QFLS)和外部Voc之間的失配對(duì)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(shí),在p界面使用離子夾層或自組裝單層可減少由移動(dòng)離子在Jsc引導(dǎo)的推斷場(chǎng)屏蔽,促進(jìn)了電荷提取并提高了Jsc。n型和p型優(yōu)化的結(jié)合能夠接近鈣鈦礦吸收層的熱力學(xué)潛力,從而產(chǎn)生1cm2的器件,Vocs的性能參數(shù)高達(dá)1.29?V、 填充因子超過(guò)80%,Jscs高達(dá)17mA/cm2,在85°C時(shí),T80的熱穩(wěn)定性壽命超過(guò)3500h。


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研究團(tuán)隊(duì)使用 Setfos模擬仿真軟件 證明,由于在鈣鈦礦界面處有更強(qiáng)的電場(chǎng),空穴傳輸層增強(qiáng)了電荷提取。


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產(chǎn)品推薦-Setfos模擬仿真軟件

Setfos用于各種類型太陽(yáng)能電池(包括鈣鈦礦、有機(jī)、疊層、硅基電池等)、鈣鈦礦LED、OLED器件及相關(guān)光電材料性能的仿真系統(tǒng),對(duì)器件設(shè)計(jì)、構(gòu)建、光學(xué)性能、電學(xué)性能以及光電材料的性能進(jìn)行模擬計(jì)算和優(yōu)化。(點(diǎn)擊訪問(wèn))


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文獻(xiàn)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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