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硒化锑薄膜太阳电池的模拟与结构优化研究

曹宇 祝新运 陈翰博 王长刚 张鑫童 侯秉东 申明仁 周静

硒化锑薄膜太阳电池的模拟与结构优化研究

曹宇, 祝新运, 陈翰博, 王长刚, 张鑫童, 侯秉东, 申明仁, 周静
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  • 采用wx-AMPS模拟软件对硒化锑(Sb2Se3)薄膜太阳电池进行建模仿真,将CdS,ZnO和SnO2的模型应用到Sb2Se3太阳电池的电子传输层中.结果显示,应用CdS和ZnO都能实现较高的器件性能,并发现电子传输层电子亲和势(χe-ETL)的变化能够调节Sb2Se3太阳电池内部的电场分布,是影响器件性能的关键参数之一.过高或者过低的χe-ETL都会使电池的填充因子降低,导致电池性能劣化.当χe-ETL为4.2 eV时,厚度为0.6 μm的Sb2Se3太阳电池取得了最优的7.87%的转换效率.应用优化好的器件模型,在不考虑Sb2Se3层缺陷态的理想情况下,厚度为3 μm的Sb2Se3太阳电池的转换效率可以达到16.55%(短路电流密度Jsc=34.88 mA/cm2、开路电压Voc=0.59 V、填充因子FF=80.40%).以上模拟结果表明,Sb2Se3薄膜太阳电池在简单的器件结构下就能够获得优异的光电性能,具有较高的应用潜力.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号:51772049)和吉林省科技发展计划(批准号:20170520159JH)资助的课题.
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出版历程
  • 收稿日期:  2018-09-21
  • 修回日期:  2018-11-01

硒化锑薄膜太阳电池的模拟与结构优化研究

  • 1. 现代电力系统仿真控制与绿色电能新技术教育部重点实验室(东北电力大学), 吉林 132012;
  • 2. 东北电力大学化学工程学院, 吉林 132012
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号:51772049)、吉林省科技发展计划(批准号:20170520159JH)和吉林省教育厅"十三五"科学技术研究项目(批准号:JJKH20190705KJ)资助的课题.

摘要: 采用wx-AMPS模拟软件对硒化锑(Sb2Se3)薄膜太阳电池进行建模仿真,将CdS,ZnO和SnO2的模型应用到Sb2Se3太阳电池的电子传输层中.结果显示,应用CdS和ZnO都能实现较高的器件性能,并发现电子传输层电子亲和势(χe-ETL)的变化能够调节Sb2Se3太阳电池内部的电场分布,是影响器件性能的关键参数之一.过高或者过低的χe-ETL都会使电池的填充因子降低,导致电池性能劣化.当χe-ETL为4.2 eV时,厚度为0.6 μm的Sb2Se3太阳电池取得了最优的7.87%的转换效率.应用优化好的器件模型,在不考虑Sb2Se3层缺陷态的理想情况下,厚度为3 μm的Sb2Se3太阳电池的转换效率可以达到16.55%(短路电流密度Jsc=34.88 mA/cm2、开路电压Voc=0.59 V、填充因子FF=80.40%).以上模拟结果表明,Sb2Se3薄膜太阳电池在简单的器件结构下就能够获得优异的光电性能,具有较高的应用潜力.

English Abstract

参考文献 (24)

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