平面钙钛矿太阳能电池光学优化指南

摘要： 有机金属卤化物钙钛矿太阳能电池已成为一种效率飞速提升的通用光伏技术。其中平面结构因其低温加工特性、与叠层太阳能电池的兼容性及商业化潜力，成为首选结构。尽管该领域已取得诸多突破，但实现高效钙钛矿太阳能电池的光学机制仍缺乏深入认知。本文提出了一套综合指导方案，包含前/后传输层、钙钛矿层及透明导电氧化物的半解析厚度优化方程，通过改善减反射和光捕获性能来最大化钙钛矿太阳能电池的光电流。研究表明，通过调整（增减）CH3NH3PbI3（MAPI）型钙钛矿太阳能电池各功能层厚度，可实现超过2 mA cm?2的光电流提升。该指导方案经实验验证，并与已发表的MAPI实验及模拟结果相互印证。此外，针对各类钙钛矿提出的指导方案可推广至其他采用衬底结构设计的直接带隙吸光材料太阳能电池。