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基于纹理化表面的MAPbI$_3$基钙钛矿太阳能电池优化

DOI：10.1109/JPHOTOV.2019.2941170 期刊：IEEE Journal of Photovoltaics 出版年份：2019 更新时间：2025-09-12 10:27:22
摘要： 本文计算了具有纹理表面的钙钛矿太阳能电池（PSC）的优化条件。为精确模拟有机材料及有机/无机界面的载流子传输，将类高斯态密度函数引入泊松方程与漂移-扩散求解器以表征有机材料中的尾态。通过对比已发表实验结果的平面结构校准模拟模型。结果表明：纹理结构能提升开路电压（Voc）和填充因子，有效克服因扩散长度短导致的PSC主要问题。最终将效率从平面结构的17.8%提升至纹理结构的20.8%，若选用合适功函数的金属电极，效率可进一步增至22.9%。
作者： Jun-Yu Huang，En-Wen Chang，Yuh-Renn Wu
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

研究具有纹理表面的钙钛矿太阳能电池（PSC）的优化条件，以提高开路电压（Voc）和填充因子，并克服因扩散长度短而导致的PSC主要问题。

研究成果

研究表明，通过增强光吸收和载流子传输，纹理化表面能显著提升MAPbI3基钙钛矿太阳能电池的性能。其效率从平面结构的17.8%提升至纹理结构的20.8%，若优化金属接触功函数，效率有望进一步提升至22.9%。该发现凸显了基于器件特定限制因素进行定制化设计的重要性。

研究不足

该研究承认在准确模拟有机材料中的载流子传输以及金属接触特性对器件性能的影响方面存在局限性。同时指出，对整个区域太阳能电池进行建模的计算负担较大，且光学模拟需要精细网格。

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