人工晶体学报

作者：肖建敏, 袁吉仁, 王鹏, 邓新华, 黄海宾, 周浪

单位：1.南昌大学物理与材料学院,南昌 330031; ；2.南昌大学光伏研究院,南昌 330031; ；3.江西汉可泛半导体技术有限公司,九江 332020

关键词：掺镉硫化锌,氧化亚铜,铅基卤化物,钙钛矿太阳电池,转换效率,SCAPS-1D,缺陷态密度,

基金：国家自然科学基金(11964018,11664025)

多元硫化物Cd0.5Zn0.5S和氧化亚铜Cu2O载流子迁移率较大,且其制作工艺相对于传统的电子传输层和空穴传输层更为简单,因此这两种材料在钙钛矿太阳电池中具有很好的应用潜力。本文利用SCAPS-1D软件对以Cu2O和Cd0.5Zn0.5S为传输层、以铅基卤化物钙钛矿为吸收层的太阳电池进行模拟,主要研究了该器件的材料厚度、掺杂浓度、禁带宽度等因素对太阳电池性能的影响。结果表明:当光吸收层(CH3NH3PbI3)厚度开始增大时电池性能逐渐提高,但是增大到一定厚度时,电池性能下降,光吸收层的最佳厚度为400 nm;当光吸收层的缺陷态密度小于1.0×1014 cm-3时,缺陷态密度对电池性能的影响比较小;此外,铅基卤化物钙钛矿的禁带宽度对电池性能有重要影响,最佳禁带宽度为1.5 eV左右。通过模拟,得到了优化后的性能参数为:开路电压为1.010 V,短路电流密度为31.30 mA/cm2,填充因子为80.01%,电池转换效率为25.20%。因此,Cu2O/CH3 NH3PbI3/Cd0.5Zn0.5S钙钛矿太阳电池是一种很有发展潜力的光伏器件。

来源：2022年第6期

《人工晶体学报》期刊编辑部

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