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[由IEEE 2019年TEQIP III计划赞助的国际微波集成电路、光子学与无线网络会议(IMICPW) - 印度蒂鲁吉拉帕利(2019年5月22日-24日)] 2019年TEQIP III赞助国际微波集成电路、光子学与无线网络会议(IMICPW) - 一种以ZnO-Cu?O作为电子传输材料-空穴传输材料的新型钙钛矿太阳能电池

DOI：10.1109/IMICPW.2019.8933176 出版年份：2019 更新时间：2025-09-16 10:30:52
摘要： 钙钛矿太阳能电池凭借超过20%的功率转换效率，在新兴光伏技术中占据了显著地位。各类电子传输材料(ETM)、钙钛矿吸光层和空穴传输材料(HTM)的发展有效提升了电池效率与稳定性。其中以ZnO替代TiO2作为ETM是重要突破——ZnO不仅具有与TiO2相似的材料特性，还具备更优的电子迁移率，且制备工艺更简便、成本更低。近期研究发现，储量丰富的无机p型材料氧化亚铜(Cu2O)有望取代Spiro-OMeTAD成为空穴传输材料的最佳选择。 本文采用SCAPS 1D软件评估了以ZnO为ETM、Cu2O为HTM的平面CH3NH3PbI3钙钛矿太阳能电池性能。ZnO与Cu2O的组合既改善了电荷传输效率又降低了成本。模拟结果显示，该CH3NH3PbI3钙钛矿太阳能电池的整体转换效率达22.77%。通过SCAPS软件对比分析了采用Spiro-OMeTAD、CuI、CuSCN和NiO等不同空穴传输材料时ZnO作为ETM的CH3NH3PbI3电池性能，结果表明ZnO-Cu2O这对ETM-HTM组合是CH3NH3PbI3钙钛矿太阳能电池的可靠配置方案。
作者： Aseena S，Nelsa Abraham，V. Suresh Babu
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

利用SCAPS 1D软件模拟评估以ZnO为电子传输材料(ETM)、Cu2O为空穴传输材料(HTM)的平面CH3NH3PbI3基太阳能电池性能。

研究成果

模拟结果表明，以ZnO为电子传输层、Cu2O为空穴传输层的钙钛矿太阳能电池可实现22.77%的效率，证明该组合是CH3NH3PbI3基太阳能电池的可靠配置。研究表明，Cu2O是一种极具前景的无机空穴传输材料，有望替代Spiro-OMeTAD等昂贵且稳定性较差的材料。

研究不足

该研究基于使用SCAPS 1D软件的模拟结果，可能无法完全反映所有实际条件和材料行为。需要实验验证来确认这些发现。

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