全无机电荷选择层钙钛矿太阳能电池的性能优化

作     者：Syed Jawad Ali Shah 

作者单位：华北电力大学(北京) 

学位级别：硕士

导师姓名：李美城

授予年度：2019年

学科分类：08[工学] 080502[工学-材料学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 

主      题：钙钛矿太阳能电池 性能优化 无机电荷传输层 数值模拟 

摘      要：近年来,有机-无机太阳能电池已经实现了新兴材料的快速沉积,各种材料器件的结构、制造工艺和性能优化都提高了光伏参数,因为在能量转换效率、易加工性和相对低的成本方面都取得了快速的进展。除其他材料外的管道。无机p型半导体的高透光率、高空穴迁移率和高化学稳定性是其研究的重点。为了了解钙钛矿型太阳能电池(PSC)的行为和性能优化,通过太阳能模拟程序wxAMPS进行了数值模拟,该程序是AMPS(微电子和光子学结构分析)的更新版本。以NiO@Zn/CH3NH3PBI3/ZnO/Al的钙钛矿结构为基础,结合稳定、低成本的NiO空穴输运材料与Zn、ZnO电子输运材料的复合材料,对新工艺和新结构进行了评价,并将铝对电极模拟为平面PSC,进行了理论研究。对 Spiro-OMeTAD、Cu2O、CuSCN、NiO、Cul 和NiO@ZN五种不同的高温超导材料进行了参数化研究。NiO@Zn是其中最有前途的候选材料,理论效率限制高达24%,本研究旨在更好地了解各成分在太阳能电池中的作用及其界面相互作用。同时,模型太阳电池的有效材料带隙、缺陷密度和工作温度对电池的性能有一定的影响。通过对不同参数的优化,获得了最高的功率转换效率。在此基础上,利用一维软件程序(wxAMPS)对器件运行的最佳条件进行了理论研究。该软件广泛应用于从第一原理推导连续性和泊松方程,模拟固态器件中的载流子输运,分析钙钛矿器件结构的输运行为。从模拟输出中,可以得到太阳能电池的参数,如暗区的电流-电压特性,如果需要的话,还可以得到光照下的特性。本文的理论研究为改进基于N型HTL的P型复合材料PSC的设计提供了更好的理解,P型复合材料具有高效、稳定、制造经济等特点。