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钙钛矿界面形貌对钙钛矿/硅叠层太阳能电池光子管理的影响
摘要： 钙钛矿/硅叠层太阳能电池被视为实现高能量转换效率的经济高效解决方案之一。通过减少光学损耗，高效的量子管理可提升电池的光耦合效率。其光学性能取决于界面形貌，因此顶电池在底电池上的生长机制对实现高效钙钛矿/硅叠层电池至关重要。为描述这类电池的界面形貌，我们采用三维表面算法来研究沉积在纹理化晶体硅电池上的钙钛矿层。我们将薄膜生长模式分为两种极端情况：仅沿衬底法线方向生长或仅沿局部表面法线方向生长。生长模式会显著影响薄膜粗糙度、有效膜厚、电池光学特性及光伏参数。通过时域有限差分模拟研究光学特性，并探讨界面形貌对光伏参数的影响，最终提出实现高短路电流密度和能量转换效率的指导方案。
关键词： 光子管理、光捕获、串联太阳能电池、真实界面形貌、钙钛矿
更新于2025-09-19 17:13:59
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[2019年IEEE第46届光伏专家会议（PVSC） - 美国伊利诺伊州芝加哥（2019.6.16-2019.6.21）] 2019年IEEE第46届光伏专家会议（PVSC） - 采用空穴选择性氧化钼背接触的硅太阳能电池光子管理：一项光学模拟研究
摘要： 钝化型空穴选择性接触通过降低太阳能电池背面电子浓度，在减少表面复合方面发挥重要作用。然而这些接触中的寄生光学损耗仍可能限制电池性能。本研究采用光学模拟方法，探究了具有空穴选择性氧化钼（MoOx）背面接触的硅太阳能电池在长波长波段的光学损耗问题，并评估了这类选择性接触与纳米结构介电层结合时提升光生电流密度的潜力。
关键词： 光子管理，FDTD模拟，光栅纳米结构，硅太阳能电池，空穴选择性接触
更新于2025-09-16 10:30:52
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通过中心电极实现平行同质串联太阳能电池的光子增强
摘要： 通过平行同质串联架构提升太阳能电池性能的研究。该电池结构经过光学设计以最大化吸收AM1.5光谱。我们同时考虑了ITO电极和一种新近研发的免ITO替代方案——双共振敲击腔体。最优结构强烈依赖于这一选择。我们确定了串联电池优于单电池的两种机制：(i) 补充吸收；(ii) 由中央金属电极介导的干涉增益。通过数值模拟，我们在多种实际材料（PTB7-th:PC71BM、P3HT:PC61BM、DBP:C70、甲基铵铅卤钙钛矿）以及具有肖克利-奎塞尔型光谱吸收加乌尔巴赫尾的理论材料上，均显示出短路电流的大幅提升。这种理想化响应被证实能可靠模拟真实材料。研究发现了一种适用于本研究中所有案例的通用响应模式，可作为优化同质串联电池的指导依据。
关键词： 同质串联太阳能电池、氧化铟锡、TRTC、光子管理、微腔
更新于2025-09-11 14:15:04
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钙钛矿太阳能电池中的光子管理
摘要： 过去几年里，金属卤化物钙钛矿作为太阳能电池的吸光材料吸引了越来越多科学家的关注。与大多数光伏技术的发展历程相似，钙钛矿太阳能电池研发初期主要致力于理解和调控材料及界面特性，以确保高效的电荷分离并抑制不良复合通道。然而当光伏技术趋于成熟后，为更接近热力学决定的效率极限，材料、界面及完整器件堆栈的光学特性设计变得愈发重要。本观点文章旨在简要探讨如何实现光子的高效吸收、再利用与串联器件中不同电池间的分配，最终将其转化为表征材料与界面电子特性的手段。关于这些主题的深入讨论，读者可参阅本观点引介的一系列聚焦钙钛矿太阳能电池光学特性与光学设计的展望文章。
关键词： 光学设计、光伏技术、钙钛矿太阳能电池、效率极限、光子管理
更新于2025-09-11 14:15:04