【摘 要】
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本文利用根特大学开发的太阳能电池模拟软件SCAPS-1D[1]对基于碳电极的钙钛矿电池进行数值模拟。模拟所用的电池结构为FTO/ZnO/CH3NH3Pb(I1-xBrx)3/Carbon,其中CH3NH3Pb(I1-x
【机 构】
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钙钛矿绿色应用福建省高校重点实验室福建江夏学院;
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本文利用根特大学开发的太阳能电池模拟软件SCAPS-1D[1]对基于碳电极的钙钛矿电池进行数值模拟。模拟所用的电池结构为FTO/ZnO/CH3NH3Pb(I1-xBrx)3/Carbon,其中CH3NH3Pb(I1-xBrx)3作为吸收层材料,通过Br掺杂来提高稳定性,并且CH3NH3Pb(I1-xBrx)3的带隙随着Br的增加准线性增大,在1.5～2.3eV可调[2],可进行光谱吸收和器件能带结构的优化。通过改变薄膜深度方向Br的含量,设计了两种渐变梯度带隙结构:背梯度和双梯度结构,其中背电极梯度结构增加了载流子的收集能力,并且当梯度深度为50nm,背表面带隙为1.9 eV时,可以实现17.89%的转换效率[3]。此外,还对FTO/ZnO/Perovskite/Cu2O/Carbon结构进行模拟,证明Cu2O无机空穴传输层可进一步提高电池效率,当吸收层厚度为500nm,缺陷浓度为1014cm-3时,模拟电池效率可以达到23%。模拟结果还表明,由于前表面光生截流子密度大,导致ZnO/perovskite界面的缺陷对电池性能的影响更大。此外,对碳表面进行修饰,提高碳电极的功函数,或采用Ni过渡层,有利于提高电池的转换效率[4]。
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