钜大LARGE | 点击量：365次 | 2023年07月11日
科学家模拟潜在效率为 27.4% 的无铅钙钛矿太阳能电池
印度的科学家模拟了基于碘化甲基铵锡的钙钛矿电池，他们声称该电池可以实现25.97mA/平方厘米的短路电流密度，1.203V的开路电压和87.79％的填充系数。该电池由掺氟氧化锡(FTO)衬底、氧化钛层、甲基铵碘化锡钙钛矿膜、氧化铜空穴传输层(HTL)和由金(Au)制成的层组成。
太阳能电池示意图。图片：贾坎德邦中央大学
印度贾坎德邦中央大学的科学家模拟了一种甲基铵碘化锡钙钛矿太阳能电池，该太阳能电池具有由氧化铜(I)(Cu2O)制成的空穴传输层(HTL)和基于电子传输层(ETL)的优化。
我们现在计划在实验室制造该设备，研究合著者BasudevPradhan表示，这种基于钙钛矿的太阳能电池板的估计成本可能比目前的硅基太阳能电池板便宜8-10倍。据他介绍，这种太阳能电池可以通过使用卷对卷丝网印刷机轻松制造。
无铅钙钛矿太阳能电池具有n–i–p布局，由掺氟氧化锡(FTO)基板、TiO2层、甲基铵碘化锡(MASnI3)钙钛矿薄膜、Cu2O空穴传输层(HTL)和由金(Au)制成的层。
符合Exic IIB T4 Gc防爆标准
充电温度：0~45℃
-放电温度：-40~+55℃
-40℃最大放电倍率：1C
-40℃ 0.5放电容量保持率≥70%
数值模拟是通过比利时根特大学电子和信息系统(ELIS)系开发的用于薄膜太阳能电池的SCAPS-1D工具进行的。
学者们解释说，ETL的优化是实现高效率的关键，他们发现40-60nm范围内的厚度（几乎等于载流子扩散长度）是理想的。扩散长度是多余载流子在复合之前可以覆盖的平均距离。
研究人员说，我们已经优化了不同的特性，例如掺杂密度，活性材料的厚度以及空穴和电子传输层（HTL和ETL），以进一步提高器件的性能。此外，已经观察到的是在变HTL厚度具有最小的影响的设备的操作和它的性能，而厚度ETL的和吸收体层显著影响该设备的参数
仿真结果表明，科学家继续说，所提出的单元结构具有达到的功率转换效率的潜力27.43％，一短电路电流密度25.97毫安/厘米2，开路电压1.203的V，和87.79%的填充因子。
该装置在光学材料中发表的论文《Performanceoptimizationofleadfree-MASnI3basedsolarcellwith27%efficiencybynumericalsimulation》中进行了描述。
