银纳米颗粒增强CsPbIBr2钙钛矿光伏器件的模拟研究

摘要

在入射光的激发下,银纳米颗粒(Ag NPs)表面发生的局域表面等离激元共振效应具有近场增强的作用,这种效应有望增强对CsPbIBr2钙钛矿材料的激发态密度从而提高光伏器件的光电转换效率。另外,Ag NPs的前向散射会提高入射光的光程,有助于提高光吸收。基于此,本文设计了基于Ag NPs的局域表面等离激元增强型CsPbIBr2钙钛矿光伏器件,利用Ag NPs改善结构为FTO/ZnO/CsPbIBr2/Carbon的CsPbIBr2光伏器件的性能。我们利用时域有限差分法对基于Ag NPs的局域表面等离激元增强型CsPbIBr2钙钛矿光伏器件结构进行了相关的数值模拟,通过调控模型中FTO衬底表面上Ag NPs的间隔尺寸得到了具有不同Ag NPs表面覆盖比的CsPbIBr2钙钛矿光伏器件,进而模拟得到器件的吸收率以及各光伏器件剖面的电场分布情况。模拟结果表明,Ag NPs的局域表面等离激元增强效应以及前向散射效应有望改善CsPbIBr2钙钛矿光伏器件的性能,在理论上预言了本文设计的可行性,也为实验制备高效CsPbIBr2光伏器件提供了一定的理论指导。