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以CuSCN作为背接触层的高效ZMO/CdTe太阳能电池
摘要： 采用氧化锌镁（ZMO）替代传统硫化镉（CdS）可有效降低缓冲层界面复合与寄生光吸收，助力碲化镉（CdTe）太阳能电池光电转换效率突破18%。然而由于ZMO薄膜的大气敏感性，包括氯化镉处理、背接触沉积等对高性能CdTe电池至关重要的后处理工艺成为重大挑战。为充分发挥ZMO缓冲层的潜力，仍需开展大量研究。本文证实硫氰酸铜（CuSCN）作为ZMO/CdTe电池的背接触材料具有多重优势，特别指出以氨水作为CuSCN沉积溶剂在后热处理过程中不会对ZMO层造成损害。通过系统研究退火温度与CuSCN薄膜厚度，最终实现16.7%的冠军效率（开路电压0.857V，短路电流密度26.2mA/cm2，填充因子74.0%）。
关键词： 氧化锌镁，硫氰酸铜，碲化镉，硫氰酸铜
更新于2025-09-23 15:21:01
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采用无机电荷传输材料的无铅钙钛矿太阳能电池数值模拟
摘要： 在首次被提及用于太阳能电池应用十年后，有机-无机杂化钙钛矿仍是光伏研究的核心焦点。通过合理选择不同功能层的材料，目前器件功率转换效率（PCE）已突破24%。但金属卤化物钙钛矿太阳能电池（PSC）含有的有毒铅元素，成为其商业化进程中的重大隐患。为解决钙钛矿基太阳能电池的铅毒性问题，学界正加紧研发无铅金属卤化物钙钛矿材料。本文提出一种新型太阳能电池结构：FTO/过渡金属二硫属化合物/钙钛矿/硫氰酸铜/Au。其中采用高电子迁移率的二硫化钨作为电子传输层（ETM），兼具高透光率与理想能带匹配特性的硫氰酸铜则作为空穴传输层（HTM）。研究系统考察了钙钛矿层、电子传输层及空穴传输层厚度变化对性能参数的影响，在最优钙钛矿层厚度700 nm时获得19.84%的PCE值——当厚度超过700 nm时，因电子-空穴复合加剧导致效率下降。研究还深入分析了界面缺陷的影响：模拟显示当光从ETM侧入射时，ETM/钙钛矿界面缺陷对性能参数的影响显著大于钙钛矿/HTM界面缺陷。此外探究了温度变化对器件性能的影响，结果表明PSC在20-50°C区间呈现最佳性能，其中30°C为理想工作温度。
关键词： 过渡金属二硫化物，功率转换效率，稳定性，无铅钙钛矿，硫氰酸铜
更新于2025-09-19 17:13:59