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无载流子传输层平面钙钛矿电池的数值模拟

DOI：10.1016/j.ijleo.2018.11.050 期刊：Optik 出版年份：2018 更新时间：2025-09-10 09:29:36
摘要： 平面钙钛矿太阳能电池（PSCs）研究中的挑战之一是设计出结构尽可能简单且器件性能高的电池结构，这有助于降低工艺复杂性、提高器件稳定性并减少制造成本。本工作针对两类构型——基于p型CH3NH3PbI3的无空穴传输层（HTL）平面PSCs，以及基于p型CH3NH3PbI3的无空穴传输层（HTL）和无电子传输层（ETL）平面PSCs，采用AFORS-HET软件进行建模与模拟，并详细分析了这些PSCs的性能。模型中考虑了影响PSCs性能的多个因素或参数，如界面缺陷层、钙钛矿层的陷阱密度、串联电阻和分流电阻。ZnO:Al/ZnO/CH3NH3PbI3和ZnO:Al/TiO2/CH3NH3PbI3构型的无HTL PSCs所获得的功率转换效率（PCE）分别为14.36%和16.92%。三种透明导电氧化物（TCO）材料，即ZnO:Al、FTO和ITO，直接与p型CH3NH3PbI3结合形成ZnO:Al/CH3NH3PbI3、FTO/CH3NH3PbI3和ITO/CH3NH3PbI3无载流子传输层PSCs，其PCE分别高达15.91%、15.48%和6.42%。该评估表明，一些具有TCO/钙钛矿异质结、极简器件结构的无HTL且无ETL、无载流子传输层的平面PSCs具有高性能。这可能是因为在TCO/CH3NH3PbI3异质结太阳能电池中，光生载流子可以通过内建电场有效分离，并从p-n异质结传输到电极。
作者： Tao Wang，Peng Wang，Kun Ding，Qi Liang
AI智能分析
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

为平面钙钛矿太阳能电池（PSCs）设计一种结构尽可能简单且器件性能高的方案，有助于降低工艺复杂性、提高器件稳定性并减少制造成本。

研究成果

模拟结果表明，通过选择合适的透明导电氧化物（TCO）与p型钙钛矿组合，即使不使用传统的空穴传输层（HTL）和电子传输层（ETL），也可能实现结构简单钙钛矿太阳能电池（PSCs）的高光电转换效率（PCE）。本研究为无载流子传输层钙钛矿太阳能电池的设计与制备提供了指导。

研究不足

该研究基于数值模拟，可能无法完全反映所有实际条件和材料行为。实际器件的性能可能因制造缺陷和环境因素而有所差异。

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