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缺陷分析有望使硅藻土太阳能电池的效率达到18.47%

时间:2022-01-02 12:16:38 来源:

Kesterite的晶体结构。

由伊朗塔比亚德·莫代雷斯大学,德黑兰大学,沙希德·巴哈纳尔·克尔曼大学,塞姆南大学和科威特大学领导的研究人员对10.33%的高效钾钛矿型太阳能电池进行了缺陷分析,他们的分析发现,通过精心控制材料中添加缺陷,此效率可以提高到18.84%。

通过设计吸收体层中的晶格缺陷来提高CZTSSe太阳能电池的效率(发表于Solar Energy)上,通过基于有限元方法(FEM)的一系列数值模拟,对该器件的缺陷进行了分析,这是最运用了解决工程和数学模型问题的方法,以及采用了有限差分(FD)技术,该技术通过使用一组权重组合附近的函数值来近似导数。

科学家指出,通常认为在钾长石层中的各种晶格缺陷(包括空位,间隙和反位缺陷)是这些细胞转换效率低的原因。

他们特别分析了铜锌硫化锡/硒化物(CZTS和CZTSe)和钾钛矿层中的缺陷。他们还指出:“很明显,缺陷会在层的带隙内产生陷阱能级。”“在缺陷评估的每个部分中,主要缺陷都会被去除,单元的无缺陷吸收层将在每个状态的每个状态下使用新指定的缺陷进行建模。”

但是,他们的分析表明,其中一些缺陷实际上可以提高而不是降低电池效率。缺陷的密度低于吸收层的载流子密度,并且能级远离电子费米能级和带隙的中间。费米能级描述了绝对零温度下电子能级集合的顶部。

“我们发现,通过吸收层中的缺陷工程,可将硅藻土太阳能电池的性能从10.33%提高到相对的50%(相对),达到18.47%,”合著者Mehran Minbashi告诉光伏杂志。目前,据报道,对于钾钛矿型太阳能电池,最高效率为12.6%。根据文件。


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