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oe1(光电查) - 科学论文

25 条数据
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  • 超薄Cu(In,Ga)Se?太阳能电池架构中功能性MoSe?层的模拟分析

    摘要： 采用SCAPS-1D模拟软件研究了二硒化钼过渡金属硫族化合物材料（p型MoSe2二维过渡金属硫化物）作为超薄铜铟镓硒（CIGS）吸收层（厚度小于500纳米）与钼背接触层之间界面层的影响。探究了p-MoSe2层对CIGS薄膜太阳能电池电学特性和光伏参数的潜在作用。本研究通过改变p-MoSe2的带隙能、载流子浓度及层厚参数，发现最优带隙值为1.3电子伏特。厚度小于200纳米的界面层会导致电池整体性能下降，这可能源于背接触复合电流增加及p-MoSe2/CIGS结区内建电势降低。此外，由于MoSe2层较CIGS吸收层具有更宽的带隙，可形成所谓的背表面?。˙SF）。I-V特性模拟显示更高斜率表明：CIGS/Mo界面的MoSe2层能有效改善异质结接触特性，使其从肖特基接触转变为准欧姆接触。无MoSe2层时转换效率为14.61%，引入后提升至22.08%。这些发现对未来高性能低成本太阳能电池器件研发具有重要前景。

    关键词： SCAPS，薄膜太阳能电池，铜铟镓硒，过渡金属二硫化物

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • Cu2ZnSnS4（CZTS）太阳能电池潜在缓冲层的数值分析

    摘要： 本研究采用太阳能电池电容模拟器（SCAPS-1D）对具有CdS/CZTS和ZnS/CZTS异质结的CZTS太阳能电池进行了模拟。研究了厚度和掺杂浓度对这两种结构性能的影响。结果表明：CdS/CZTS结构的最佳厚度约为30 nm，最佳掺杂浓度约为5×101? cm?3；ZnS/CZTS结构的最佳掺杂浓度约为5×101? cm?3。通过采用缓冲层的最优参数（厚度和掺杂浓度），CdS/CZTS结构CZTS太阳能电池的电效率从12.03%提升至12.38%，ZnS/CZTS结构则从12.51%提升至12.78%。所得结果为无镉CZTS太阳能电池的制造提供了有价值的见解。

    关键词： 薄膜、SCAPS-1D、太阳能电池、硫化镉、铜锌锡硫、硫化锌

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • 氧化钨在聚合物太阳能电池中功能的电模拟

    摘要： 本研究采用SCAPS和AMPS软件对聚合物太阳能电池(PSCs)进行数值模拟，探讨了活性层与缓冲层厚度、活性层缺陷密度及温度对开路电压(VOC)、填充因子(FF)、短路电流密度(JSC)及光电转换效率(PCE)的影响。同时绘制了两种缓冲层(PEDOT:PSS和WO3)的J-V特性曲线与量子效率图谱。结果表明活性层与缓冲层存在最佳厚度值，且活性层缺陷密度增大会导致PSCs效率下降。研究发现采用WO3缓冲层可获得更高的转换效率。

    关键词： SCAPS、缓冲层、AMPS、聚合物太阳能电池

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 由于缓冲层/窗口界面缺陷导致Cu(In,Ga)Se2太阳能电池产生红色扭结电流-电压曲线的数据集

    摘要： 基于银纳米线透明电极的铜铟镓硒(Cu(In,Ga)Se2)太阳能电池中存在红色扭结电流-电压特性的现象已有报道[1e3]。作者近期揭示了缓冲层/窗口界面缺陷是导致该类太阳能电池产生红色扭结特性的原因[1]。本文提供了关于铜铟镓硒太阳能电池红色扭结特性随n型窗口层施主浓度及CdS缓冲层/窗口界面缺陷密度变化的数据集。这些数据通过SCAPS-1D软件对铜铟镓硒太阳能电池进行模拟获得，包含电池的电流密度-电压曲线、填充因子、开路电压、短路电流密度、转换效率以及铜铟镓硒层中的能带弯曲情况。

    关键词： 红色扭结，SCAPS-1D，缓冲层/窗口界面，铜铟镓硒，太阳能电池

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • [IEEE 2019年第34届微电子技术与器件研讨会(SBMicro) - 巴西圣保罗 (2019.8.26-2019.8.30)] 2019年第34届微电子技术与器件研讨会(SBMicro) - 基于理论模拟的高效砷化镓太阳能电池优化

    摘要： 对太阳能电池电流-电压特性进行理论模拟，可为优化器件结构（如各层厚度与掺杂浓度）以获得高光电转换效率提供重要依据。采用精确的材料参数对获得可靠结果及深入理解模拟器件工作机理至关重要。本研究运用SCAPS-1D软件的漂移-扩散模型模拟砷化镓太阳能电池结构，旨在优化单太阳光照条件下的器件性能。鉴于文献中通常未完整公开器件细节，我们参考部分已发表器件的研究成果来推断其结构。为此需开展优化研究，探究不同材料、厚度及层间掺杂浓度的组合方案?；谕贫铣龅慕峁?，可通过调整结构参数来评估进一步提升转换效率的可能性。

    关键词： 理论模拟、优化、砷化镓太阳能电池、SCAPS-1D

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 高效无机空穴传输材料钙钛矿太阳能电池分析

    摘要： 平面异质结结构中的有机卤化物钙钛矿作为太阳能电池中高效光吸收材料展现出巨大潜力。本文采用一维太阳能电池电容模拟器（SCAPS-1D）对以Cu2ZnSnS4（CZTS）作为空穴传输材料（HTM）的平面铅基钙钛矿太阳能电池（PSC）进行了数值建模。研究了吸收层缺陷密度、厚度及掺杂浓度等多项参数对器件性能的影响，并通过调节电子传输材料（ETM）与HTM的掺杂浓度及电子亲和能来优化PSC性能。研究发现：相比参考结构，采用约220纳米厚度且缺陷密度为10^14 cm^-3的较薄吸收层能提升器件性能；当吸收层掺杂浓度超过2×10^16 cm^-3时，由于复合速率增强会导致光电转换效率（PCE）下降；吸收层/ETM界面缺陷密度同样会降低PCE。在串联电阻为5 Ωcm2且同时优化吸收层、ETM与HTM层所有参数的条件下，器件整体PCE显著提升。相较于参考结构，优化后器件的PCE从12.76%提高至22.70%，表明该CZTS基PSC具有高效性能。

    关键词： CH3NH3PbI3，CZTS，SCAPS-1D，吸收系数

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • [IEEE TENCON 2019 - 2019年IEEE第十区会议(TENCON) - 印度科钦(2019.10.17-2019.10.20)] TENCON 2019 - 2019年IEEE第十区会议(TENCON) - 稳定、环保且高效钙钛矿太阳能电池分析

    摘要： 高效有机卤化物钙钛矿太阳能电池（PSC）采用有机空穴传输材料（HTM）和铅基吸收层。然而有机HTM成本高昂且稳定性差，加之铅具有强毒性并对环境有害。本文利用SCAPS-1D软件建立以无机CuI为空穴传输层、CH3NH3SnI3为吸收层、SnO2为电子传输层的PSC数值模型，通过改变吸收层厚度、掺杂浓度及缺陷密度分析器件性能，并优化HTM的掺杂浓度与电子亲和能参数。研究发现重掺杂（超过10^16 cm^-3）吸收层会因复合速率提升导致效率下降，同时确定约10^14 cm^-3为最佳吸收层缺陷密度。综合所有优化参数后，最终器件效率可达24.22%。本分析结果将为设计高效、环保且稳定的PSC提供重要参考。

    关键词： SCAPS-1D、二氧化锡、钙钛矿太阳能电池、无机空穴传输材料、CH3NH3SnI3、功率转换效率

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 寻找CZTS太阳能电池CdS缓冲层合适掺杂剂的模拟研究

    摘要： CZTS太阳能电池作为太阳能发电领域极具前景的候选技术，其性能可通过优化最广泛使用的CdS缓冲层参数得到提升。本研究采用SCAPS-1D太阳能电池模拟软件，对典型CZTS太阳能电池结构（以玻璃为衬底、Mo薄膜为背接触电极）进行了数值模拟。该结构依次包含：作为吸光层的CZTS、CdS缓冲层、作为窗口层的ZnO以及作为前接触电极的透明导电氧化物n-ITO。模拟过程中，采用银(Ag)、铜(Cu)和氯(Cl)三种材料对CdS缓冲层进行掺杂，以实现较宽范围的载流子浓度调控。在获得适宜载流子浓度后，保持其他层参数不变，通过改变掺杂缓冲层厚度来考察开路电压(Voc)、短路电流密度(Jsc)、填充因子(FF)及转换效率(η)等性能参数的变化规律。

    关键词： SCAPS-1D，太阳能电池，CZTS，掺杂CdS，载流子浓度

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • SnO2和ZnO对钙钛矿太阳能电池性能的影响

    摘要： 通过微电子与光子结构分析软件（AMPS）和太阳能电池电容模拟器（SCAPS）仿真程序研究了钙钛矿太阳能电池的效率。这些程序用于确定空穴传输层（HTM）、电子传输层（ETM）和钙钛矿吸光层的厚度如何影响电池性能。研究还分析了温度、电子密度浓度及钙钛矿缺陷密度对填充因子（FF）、光电转换效率（PCE）、短路电流密度（JSC）和开路电压（VOC）的影响。随后采用氧化锌（ZnO）和二氧化锡（SnO2）两种电子传输层材料计算了J-V特性曲线。最终获得了HTM、ETM和吸光层的最佳厚度值，并发现钙钛矿缺陷密度的增加会降低电池性能。该研究另一重要发现是：氧化锌可能替代昂贵的二氧化锡以实现更优的电子传输层转换性能。

    关键词： 电子传输材料、AMPS（2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸）、钙钛矿太阳能电池、SCAPS（太阳能电池电容模拟程序）

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 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

    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。

    关键词： 太阳能电池，钙钛矿，薄膜，模拟，优化，SCAPS-1D

    更新于2025-09-12 10:27:22