研究目的
通过自洽光学与电学模拟，从计算角度探究单片堆叠式双端（2-T）、双结（2-J）钙钛矿/硅叠层太阳电池在单面与双面构型下的性能表现。
研究成果
单面和双面串联电池在电流匹配条件下分别表现出27.0%和33.1%的效率（对应雷诺数Re=0%和Re=30%）。该电池具有显著的温度系数约为-0.27%。模拟模型与实验数据吻合良好。
研究不足
该研究在光学模型中忽略了反射率问题，而这一问题可通过采用先进的减反射技术来解决。自遮挡效应、最佳朝向以及灰尘影响等因素对电池性能的作用尚需进一步探究。
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采用单面和双面设计的单片堆叠钙钛矿/硅串联太阳能电池的计算建模
DOI：10.1016/j.ijleo.2019.163427
期刊：Optik
出版年份：2019
更新时间：2025-09-12 10:27:22
摘要：
随着传统硅(Si)太阳能电池的效率逐渐接近其热力学极限，其与新兴钙钛矿(PVK)太阳能电池的叠层集成正被广泛探索。本研究采用自洽光学与电学模拟方法，计算研究了单片集成式双端(2-T)、双结(2-J)PVK/Si叠层太阳能电池。光学模型基于朗伯-比尔定律，电学模型采用漂移-扩散方法。该叠层电池同时考察了单面与双面配置方案。模拟结果表明，电池最佳工作设计高度依赖于钙钛矿厚度与反照率参数。在最优设计条件下，平均地球反照率为30%时，双面PVK/Si叠层电池效率可达??≈33%。此外，该电池展现出约?0.27%的优异温度系数。值得注意的是，我们的模拟结果与实验数据及高精度光学模型模拟结果高度吻合。通过这种计算成本较低的光学模型，可以更便捷地探索不同叠层结构的最优电池设计方案。
作者：
Saqib Iqbal，Kashif Riaz，Hassan Imran，Yousaf Hameed Khattak，Faisal Baig，Zubair Ahmad
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