无空穴传输层锡基钙钛矿太阳能电池性能探讨

摘要

基于SCAPS-1D软件构建结构为FTO/ZnO/CH_(3)NH_(3)SnI_(3)/Au的无空穴传输层锡基钙钛矿太阳能电池(PSCs),讨论了CH_(3)NH_(3)SnI_(3)吸收层厚度和缺陷态密度、ZnO层厚度和缺陷态密度以及ZnO/CH_(3)NH_(3)SnI_(3)之间的界面缺陷态密度对电池性能的影响。仿真结果表明,增加CH_(3)NH_(3)SnI_(3)吸收层厚度促进器件对长波光子的吸收,提升电池性能。但当CH_(3)NH_(3)SnI_(3)层厚度大于700 nm时,由于载流子寿命减小,复合率升高,电池输出参数增加趋势减缓。CH_(3)NH_(3)SnI_(3)层缺陷态密度的增加使得电池内部复合中心增多,导致载流子复合率增大,电池性能下降,控制CH_(3)NH_(3)SnI_(3)层缺陷态密度在10^(15) cm^(-3)以内较为合理;ZnO层厚度和缺陷态密度的改变对电池性能影响不大;增加ZnO/CH_(3)NH_(3)SnI_(3)之间的界面缺陷态密度使得界面处载流子复合中心增多,加速了界面处载流子的复合,导致开路电压减小,电池性能也逐渐下降,界面缺陷态密度在10^(15) cm^(-3)以内较为合理。