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具有空穴传输层的Sb<sub>2</sub>Se<sub>3</sub>太阳能电池模拟

DOI：10.1088/2053-1591/ab5fa7 期刊：Materials Research Express 出版年份：2019 更新时间：2025-09-11 14:15:04
摘要： 采用太阳能电池电容模拟器（SCAPS）研究了含空穴传输层（HTL）的Sb2Se3太阳能电池模型。首先分析了不同HTL对器件性能的影响，发现CuO是最佳HTL。随后系统研究了Sb2Se3厚度、CuO厚度、CuO掺杂浓度、CuO空穴迁移率、Sb2Se3层缺陷密度、CdS/Sb2Se3界面缺陷密度以及金属电极功函数对器件性能的影响。最优参数为：Sb2Se3厚度300 nm、CuO厚度20 nm；为实现理想性能，CuO掺杂浓度需超过10^19 cm^-3且空穴迁移率应大于1 cm^2V^-1s^-1；Sb2Se3层缺陷密度和CdS/Sb2Se3界面缺陷密度分别需控制在10^13 cm^-3和10^14 cm^-2的极低水平；金属电极功函数应超过4.8 eV以避免形成肖特基结。经优化后可获得23.18%的最高效率。本模拟结果为实际提升Sb2Se3太阳能电池效率提供了重要参考。
作者： Zhen-Qi Li，Ming Ni，Xiao-Dong Feng
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

利用SCAPS软件研究带空穴传输层（HTL）的Sb2Se3太阳能电池性能，以确定提升效率的最优参数。

研究成果

模拟结果表明，CuO是Sb2Se3太阳能电池的最佳空穴传输层材料，其中Sb2Se3和CuO的最优厚度分别为300纳米和20纳米。实现高效能的关键参数包括：CuO掺杂浓度超过10^19 cm^-3、空穴迁移率高于1 cm^2V^-1s^-1、Sb2Se3层及CdS/Sb2Se3界面缺陷密度分别低至10^13 cm^-3和10^14 cm^-2，以及金属电极功函数超过4.8电子伏特。模拟获得的最高光电转换效率为23.18%。

研究不足

该研究基于模拟结果，可能无法完全反映所有现实条件和变化。需要通过实验验证来确认这些发现。

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