硒化锑薄膜太阳电池的模拟与结构优化研究

摘要

采用wx-AMPS模拟软件对硒化锑(Sb2Se3)薄膜太阳电池进行建模仿真,将CdS,ZnO和SnO2的模型应用到Sb2Se3太阳电池的电子传输层中.结果显示,应用CdS和ZnO都能实现较高的器件性能,并发现电子传输层电子亲和势(Xe-ETL)的变化能够调节Sb2Se3太阳电池内部的电场分布,是影响器件性能的关键参数之一.过高或者过低的Xe-ETL都会使电池的填充因子降低,导致电池性能劣化.当Xe-ETL为4.2 eV时,厚度为0.6 μm的Sb2Se3太阳电池取得了最优的7.87％的转换效率.应用优化好的器件模型,在不考虑Sb2Se3层缺陷态的理想情况下,厚度为3μm的Sb2Se3太阳电池的转换效率可以达到16.55％(短路电流密度Jsc=34.88 mA/cm2、开路电压Voc=0.59V、填充因子FF=80.40％).以上模拟结果表明,Sb2Se3薄膜太阳电池在简单的器件结构下就能够获得优异的光电性能,具有较高的应用潜力.