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基于SCAPS-1D器件模拟的Cs2TiX6（X＝Br?、I?、F?和Cl?）钙钛矿太阳能电池数值研究

DOI：10.1016/j.solener.2019.11.005 期刊：Solar Energy 出版年份：2019 更新时间：2025-09-12 10:27:22
摘要： 本研究利用太阳能电池电容模拟器（SCAPS）对基于铯钛（IV）卤化物薄膜的无铅钙钛矿太阳能电池（PSCs）进行了数值模拟研究。为此提出了一种替代性无机材料电池结构CuSCN/Cs2TiX6/CdS/Si（其中X为Br、I、F、Cl等卤素）。通过SCAPS模拟器研究了吸收层厚度变化和器件工作温度对太阳能电池性能的影响。这种简单的电池结构有助于我们研究和优化器件参数。针对所提出的无铅钙钛矿基太阳能电池进行的一维优化，得到了Cs2TiBr6、Cs2TiI6、Cs2TiF6和Cs2TiCl6活性材料的最佳活性层厚度、器件温度和量子效率。研究得出Cs2TiBr6、Cs2TiI6、Cs2TiF6和Cs2TiCl6活性材料的最优厚度分别为1.0微米、1.5微米、1.5微米和1.5微米。最优器件温度分别为Cs2TiBr6为80°C，Cs2TiI6为60°C，Cs2TiF6为75°C，Cs2TiCl6为75°C。
作者： Kunal Chakraborty，Mahua Gupta Choudhury，Samrat Paul
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

使用SCAPS-1D模拟器模拟并优化无铅钙钛矿太阳能电池的电池参数以实现最佳效率。

研究成果

研究表明，钙钛矿太阳能电池的性能取决于活性层厚度和器件温度。优化后的最佳厚度分别为：Cs2TiBr6活性材料1.0微米，Cs2TiI6为1.5微米，Cs2TiF6为1.5微米，Cs2TiCl6为1.5微米。最佳器件温度则分别为：Cs2TiBr6在80°C，Cs2TiI6在60°C，Cs2TiF6和Cs2TiCl6均为75°C。

研究不足

该研究仅限于数值模拟，未包含实验验证。太阳能电池的性能高度依赖于模拟中所用材料参数的准确性。

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