无铅钙钛矿太阳能电池的高效化研究:以突破 33% 效率为目标

来源:钙钛矿材料和器件发布时间:2025-08-11 13:42:50

印度圣雄甘地中央大学(India's Mahatma Gandhi Central University)、巴拿勒斯印度教大学(Banaras Hindu University)、日本丰田技术研究所(Japan's Toyota Technological Institute)和台湾国立阳明交通大学(Taiwan's National Yang Ming Chiao Tung University)的研究人员对一种由FTO/TiO2-SnO2/CsSnCl3/Cu2O/Au 构成的器件结构进行重点研究,以提高器件的性能。

薄膜材料,如CsSnCl3作为吸光层,不含任何有毒元素。TiO2-SnO2是电子传材料(ETL),具有出色的能级排列,而 Cu2O 用作空穴传输材料(HTL)。在这项工作中,通过SCAPS 1D系统地研究了所提出的器件的结构,包括功率转换效率(PCE)、HTL厚度、钙钛矿层、ETL以及温度、串联和分流电阻。此外,还分析了器件的界面缺陷密度、莫特-肖特基、电容、复合生成速率和电阻抗谱。所获得的器件具有1.46 eV的开路电压(Voc),27.53 mA/cm2的短路电流密度(Jsc),填充系数(FF)为83.58%,效率(PCE)为 33.68%。

HTL、钙钛矿吸收层和ETL的优化厚度分别为0.2、1.8和0.02微米(μm),而优化后每一层的掺杂浓度为1021/cm3。据报道,该器件在 290-310 K 范围内表现出显着的温度弹性,超过该范围的性能下降最小。这项研究凸显了无铅钙钛矿在下一代太阳能电池中的潜力,并表明通过仔细的材料选择和优化可以获得高效率。

(消息来源:perovskite-info.com, Journal of Physics and Chemistry of Solids)


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