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oe1(光电查) - 科学论文

25 条数据
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  • 不同光波长对基于一维建模的非极性InGaN薄膜太阳能电池性能的影响

    摘要： 在本研究中，我们通过测定光波长变化对非极性InGaN基太阳能电池性能的影响，以确定能实现高效能的最佳光波长。计算采用一维SCAPS-1D工具（一维太阳能电池电容模拟器）完成，模拟通过n-In0.3Ga0.7As层进行光照。在AM1.5G光照条件下获得12.24%的转换效率（填充因子FF=51.35%，开路电压VOC=0.72伏特，短路电流密度JSC=32.80毫安/平方厘米）。量子效率特性显示，在AM1.5G光照下可见光范围内最大值超过90%。此外，结果表明当光波长从蓝光（约450纳米）延伸至红光末端（约700纳米）时，转换效率从13.76%提升至20%以上，短路电流密度也随波长从450纳米增至700纳米而从37.33毫安/平方厘米提高到53.81毫安/平方厘米。不过光波长变化对开路电压和填充因子的影响较小。本研究提供了关于高效InGaN太阳能电池结构材料特性的重要信息。

    关键词： III族氮化物材料，SCAPS-1D，InGaN，光波长，太阳能电池

    更新于2025-09-11 14:15:04

  • 高性能带隙渐变无铅无空穴传输层钙钛矿太阳能电池的建模

    摘要： 本研究通过太阳能电池电容模拟器（SCAPS）对一种新型无铅、无毒且无需空穴传输材料（HTM）的钙钛矿太阳能电池（PSC）结构（玻璃/FTO/ZnO/CH3NH3SnI3(1-x)Brx/背接触层）进行了建模与优化。通过调节溴掺杂含量，将CH3NH3SnI3(1-x)Brx吸光层的带隙调控在1.3 eV至2.15 eV范围内。作为对比，同时建模了优化后的铅基PSC。经参数优化后，该电池获得16.30%的功率转换效率（PCE）、1.02 V的开路电压（Voc）、22.23 mA/cm2的短路电流密度（Jsc）及0.72的填充因子（FF）。与现有文献报道相比，这些结果展现出显著提升，可为研发兼具经济性、环保性且效率进一步提升的钙钛矿太阳能电池提供指导。

    关键词： 无铅钙钛矿太阳能电池，SCAPS，带隙梯度，无空穴传输层

    更新于2025-09-11 14:15:04

  • 电子传输材料对基于CH3NH3GeI3的钙钛矿太阳能电池性能的影响

    摘要： 近年来，有机-无机钙钛矿太阳能电池因其独特的光伏特性成为极具前景的器件。目前多数研究聚焦于铅基钙钛矿层，但这些器件的毒性和稳定性问题严重制约商业化进程。本研究采用锗作为替代钙钛矿材料进行数值建模，该材料既能克服铅基钙钛矿的毒性与稳定性缺陷，又展现出相近的光伏性能。通过系统研究不同电子传输层(ETL)材料对锗基钙钛矿电池设计的影响，发现以C60作为ETL的器件可获得13.5%的功率转换效率，显著优于其他ETL材料。这表明将C60引入钙钛矿电池设计可能成为未来锗基钙钛矿太阳能电池的新型方案。数值模拟采用一维太阳能电池电容模拟器(1D-SCAPS)完成。

    关键词： 一维-SCAPS，钙钛矿太阳能电池，锗基钙钛矿材料，J-V特性

    更新于2025-09-11 14:15:04

  • 具有空穴传输层的Sb<sub>2</sub>Se<sub>3</sub>太阳能电池模拟

    摘要： 采用太阳能电池电容模拟器（SCAPS）研究了含空穴传输层（HTL）的Sb2Se3太阳能电池模型。首先分析了不同HTL对器件性能的影响，发现CuO是最佳HTL。随后系统研究了Sb2Se3厚度、CuO厚度、CuO掺杂浓度、CuO空穴迁移率、Sb2Se3层缺陷密度、CdS/Sb2Se3界面缺陷密度以及金属电极功函数对器件性能的影响。最优参数为：Sb2Se3厚度300 nm、CuO厚度20 nm；为实现理想性能，CuO掺杂浓度需超过10^19 cm^-3且空穴迁移率应大于1 cm^2V^-1s^-1；Sb2Se3层缺陷密度和CdS/Sb2Se3界面缺陷密度分别需控制在10^13 cm^-3和10^14 cm^-2的极低水平；金属电极功函数应超过4.8 eV以避免形成肖特基结。经优化后可获得23.18%的最高效率。本模拟结果为实际提升Sb2Se3太阳能电池效率提供了重要参考。

    关键词： Sb2Se3太阳能电池，空穴传输层，SCAPS

    更新于2025-09-11 14:15:04

  • 基于SCAPS软件的单结InGaN太阳能电池数值模拟

    摘要： 采用太阳能电池电容模拟器（SCAPS-1D）对InGaN单结薄膜太阳能电池的性能进行了数值分析。通过改变各层（即n型和p型InGaN层）的掺杂浓度和带隙能量，研究了InGaN太阳能电池的电学特性和光伏性能。结果表明，当带隙值为1.32 eV时，InGaN太阳能电池的最佳效率约为15.32%。研究发现，降低掺杂浓度NA可提高短路电流密度（Jsc）（当NA为10^16 cm^-3时，Jsc为34 mA/cm^2），这可能归因于载流子迁移率的增加，从而提高了少数载流子扩散长度，改善了收集效率。此外，结果表明，增加InGaN前层的厚度可提高Jsc和转换效率（η），这归因于光生电流的增加以及较低的表面复合速率。

    关键词： 薄膜太阳能电池，SCAPS，InGaN

    更新于2025-09-11 14:15:04