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oe1(光电查) - 科学论文

13 条数据
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  • 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。

    关键词： SCAPS-1D、太阳能电池、碲化镉、高阻透明层、数值模拟

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • CdS-CIGS界面构型对Cu(In,Ga)Se2太阳能电池性能影响的数值分析

    摘要： 采用一维太阳能电池模拟软件包（SCAPS）分析了CdS-CIGS界面构型对CIGS太阳能电池性能的影响。我们模拟了两种电池模型的电流-电压特性：一种在CdS-CIGS界面具有施主型缺陷（OVC模型），另一种具有受主型缺陷（P+模型）。根据这些CIGS表面构型的厚度、缺陷密度和载流子寿命，讨论了它们对电学参数的优缺点。模拟结果表明，当P+层厚度和缺陷密度增加时，由于J-V特性出现严重畸变，该模型性能较差。另一方面，OVC层对CIGS太阳能电池的性能起着关键作用。当施主缺陷密度在10^13 - 10^15 cm^-3范围内、载流子寿命在0.02 - 1 ns范围内、OVC层厚度在200 - 400 nm范围内时，OVC模型可获得更优性能。

    关键词： P+层，OVC层，SCAPS-1D，畸变，CdS-CIGS界面

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 利用金属功函数偏移接触的无电荷传输层钙钛矿太阳能电池数值模拟

    摘要： 钙钛矿太阳能电池（PSCs）是研究领域发展最快的光伏技术之一。为实现更高转换效率，钙钛矿吸光层通常夹在电子传输层和空穴传输层等电荷传输层（CTLs）之间。然而制备无缺陷多层PSC具有挑战性，且电荷传输层及其与钙钛矿的界面会加剧复合、迟滞效应并导致稳定性差。本研究采用功函数偏移接触模拟了无电荷传输层（即无电子/空穴传输层）的PSC。该器件无需传输层，通过钙钛矿层间电场实现载流子收集——该电场由功函数分别为4.35eV（阴极）和5.25eV（阳极）的两种金属（可通过自组装单分子层技术实现）形成。模拟的无CTL PSC在250nm厚钙钛矿吸光层（体缺陷密度2.5×1013 cm?3）条件下，展现出JSC=17.8 mA·cm?2、VOC=712 mV、FF=68.5%及PCE=8.7%的性能。进一步系统研究了前电极功函数（FEW）、前电极透光率、钙钛矿厚度及体缺陷密度对器件性能的影响。能带图分析表明：前后电极功函数差越大、透光性越高、钙钛矿层越厚且缺陷密度越低时，无CTL PSC的光伏效应更优。优化后的器件参数为JSC=19.9 mA·cm?2、VOC=726 mV、FF=66.8%及PCE=9.7%。该设计为下一代无界面缺陷与迟滞效应的PSC开辟了新途径。

    关键词： 模拟、吸收、SCAPS-1D、电荷传输层、金属功函数、钙钛矿太阳能电池、透明度

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 缺陷对CdS/CdTe异质结太阳能电池影响的研究

    摘要： 采用SCAPS仿真软件对以CdTe为吸收层的异质结太阳能电池进行模拟研究。通过分析缺陷浓度与电荷态的变化对光伏性能参数的影响发现：为获得更高的光电转换效率，必须将吸收层缺陷浓度降至最低水平；同时缺陷电荷类型对太阳能电池光伏性能参数也具有重要影响。

    关键词： 异质结、SCAPS-1D、薄膜、CdTe、缺陷、太阳能电池模拟

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • [2019年IEEE第46届光伏专家会议（PVSC）- 美国伊利诺伊州芝加哥（2019年6月16日-2019年6月21日）] 2019年IEEE第46届光伏专家会议（PVSC）- 多结太阳能电池量子效率分析与提升

    摘要： 光伏发电一直被视为无需使用化石燃料的最重要电力来源。与太阳能接收的可用性和丰富性所蕴含的潜力相比，人类对光伏的依赖程度明显偏低，主要障碍在于电池效率。多结太阳能电池是解决效率问题的卓越构想。本文提出了一种五层四结太阳能电池模型，重点实现太阳光能接收光谱的最大化转换。文中展示了最终的能带图、电流-电压特性及量子效率。所开发电池的填充因子为43.61%，最高量子效率达76.198%。通过与既往文献对比，发现该电池的填充因子和量子效率均有显著提升。

    关键词： 光伏技术，太阳能电池，SCAPS-1D，量子效率，多结

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 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

  • 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。基于推断出的结构，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