全钙钛矿叠层太阳能电池(all perovskite tandem solar cell,AP-TSC)拥有巨大的潜力可突破单结Shockley-Queisser限制,但高质量空穴传输层(hole transport layer,HTL)和电子传输层(electron transport layer,ETL)的缺失阻碍了叠层电池...全钙钛矿叠层太阳能电池(all perovskite tandem solar cell,AP-TSC)拥有巨大的潜力可突破单结Shockley-Queisser限制,但高质量空穴传输层(hole transport layer,HTL)和电子传输层(electron transport layer,ETL)的缺失阻碍了叠层电池的发展.本文利用TCAD Atlas软件对AP-TSC的四种载流子传输层进行优化设计,即顶部HTL、顶部ETL、底部HTL和底部ETL.结果表明,在聚(3,4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸(poly(3,4-ethylenedioxythiophene)/poly(styrenesulfonate),PEDOT:PSS)、2,2',7,7'-四[N,N-二(4-甲氧基苯基)氨基]-9,9'-螺二芴(2,2',7,7'-tetrakis[N,N-di(4-methoxyphenyl)amino]-9,9'-spirobifluorene,Spiro-OMETAD)、CuI、CuO、NiO和CuSCN中,NiO是最适合的顶部HTL和底部HTL材料.在C_(60)、SnO_(2)、TiO_(2)、ZnO、[6,6]-苯基-C61-丁酸异甲酯((6,6)-phenyl-C61 butyrie acid methyl ester,PCBM)和CdS中,SnO_(2)和ZnO分别是最合适的顶部ETL和底部ETL材料.此外,钙钛矿厚度对电池效率的影响研究得出,无电流限制下FA_(0.8)Cs_(0.2)Pb(I_(0.7)Br_(0.3))_(3)和MAPb_(0.5)Sn_(0.5)I_(3)的厚度拟合方程为y=0.75x?35.通过材料设计和钙钛矿厚度优化,在异质结界面复合速率为1000 cm/s时,AP-TSC依然实现了32%的效率.展开更多
文摘全钙钛矿叠层太阳能电池(all perovskite tandem solar cell,AP-TSC)拥有巨大的潜力可突破单结Shockley-Queisser限制,但高质量空穴传输层(hole transport layer,HTL)和电子传输层(electron transport layer,ETL)的缺失阻碍了叠层电池的发展.本文利用TCAD Atlas软件对AP-TSC的四种载流子传输层进行优化设计,即顶部HTL、顶部ETL、底部HTL和底部ETL.结果表明,在聚(3,4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸(poly(3,4-ethylenedioxythiophene)/poly(styrenesulfonate),PEDOT:PSS)、2,2',7,7'-四[N,N-二(4-甲氧基苯基)氨基]-9,9'-螺二芴(2,2',7,7'-tetrakis[N,N-di(4-methoxyphenyl)amino]-9,9'-spirobifluorene,Spiro-OMETAD)、CuI、CuO、NiO和CuSCN中,NiO是最适合的顶部HTL和底部HTL材料.在C_(60)、SnO_(2)、TiO_(2)、ZnO、[6,6]-苯基-C61-丁酸异甲酯((6,6)-phenyl-C61 butyrie acid methyl ester,PCBM)和CdS中,SnO_(2)和ZnO分别是最合适的顶部ETL和底部ETL材料.此外,钙钛矿厚度对电池效率的影响研究得出,无电流限制下FA_(0.8)Cs_(0.2)Pb(I_(0.7)Br_(0.3))_(3)和MAPb_(0.5)Sn_(0.5)I_(3)的厚度拟合方程为y=0.75x?35.通过材料设计和钙钛矿厚度优化,在异质结界面复合速率为1000 cm/s时,AP-TSC依然实现了32%的效率.
