反式卤素钙钛矿太阳能电池光伏性能的理论研究

摘要

cqvip:正式MAPbI3 (MA=CH3NH3+)太阳能电池存在明显的电滞效应现象,这严重影响其光伏性能,而反式结构的电池能有效压低电滞效应.使用AMPS-1D程序对反式MAPbI3太阳能电池进行系统理论模拟和优化,分别用Cu2O,CuSCN,NiOx作为空穴传输材料,用PC61BM,TiO2,ZnO作为电子传输材料.数值模拟反式电池光伏性能随MAPbI3材料厚度变化的情况,结果显示ITO/NiOx/MAPbI3/ZnO(或TiO2)/Al太阳能电池的光伏性能最好.ITO的功函数从4.6 eV增加到5.0 eV能显著地提高Cu2O-基和CuSCN-基反式MAPbI3太阳能电池的光伏性能,但对NiOx-基电池光伏性能的提升却很小.实验上ITO功函数更合理范围为4.6-4.8 eV,当ITO功函数达到4.8 eV时NiOx-基反式MAPbI3太阳能电池达到最高效率29.588%.空穴传输材料中空穴迁移率增加能极大地提高反式MAPbI3太阳能电池的光伏性能,而增加电子传输材料TiO2中电子迁移率几乎不能提高电池的性能.这些模拟结果将有助于实验上设计更高性能的反式MAPbI3太阳能电池.