高电阻率透明（HRT）层对碲化镉太阳能电池影响的数值模拟研究

摘要： 本研究采用太阳能电池电容模拟器（SCAPS-1D）分析碲化镉（CdTe）基太阳能电池的特性。研究旨在探索通过在传统电池结构中添加高阻透明（HRT）层来提升CdTe太阳能电池效率的潜力。为此，研究者在CdTe太阳能电池的硫化镉（CdS）窗口层与透明导电氧化物（TCO）层之间提出了新型HRT层结构。本文模拟结果对比了四种含三种不同HRT材料的结构与传统设计方案。研究确定了传统设计（SnO2/CdS/CdTe/MoTe2）在有/无HRT层情况下的最优参数组合。结果表明：采用Zn2SO4作为HRT层时，由于背接触区复合损耗降低和势垒高度减小，电池效率获得提升。该优化电池（仅20nm HRT层+25nm CdS窗口层）实现了17.61%的效率（开路电压0.92V，短路电流密度25.41mA/cm2，填充因子75.35%），而参考电池（无HRT层，4000nm厚CdTe吸光层）效率为17.01%。但所提电池的归一化效率随温度升高呈线性下降。