硒化锑薄膜太阳电池的模拟与结构优化研究

作     者：曹宇 祝新运 陈翰博 王长刚 张鑫童 侯秉东 申明仁 周静 Cao Yu;Zhu Xin-Yun;Chen Han-Bo;Wang Chang-Gang;Zhang Xin-Tong;Hou Bing-Dong;Shen Ming-Ren;Zhou Jing

作者机构：现代电力系统仿真控制与绿色电能新技术教育部重点实验室(东北电力大学)吉林132012 东北电力大学化学工程学院吉林132012 

出 版 物：《物理学报》 (Acta Physica Sinica)

年 卷 期：2018年第67卷第24期

页      面：211-218页

核心收录：

学科分类：08[工学] 080502[工学-材料学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家自然科学基金(批准号:51772049) 吉林省科技发展计划(批准号:20170520159JH) 吉林省教育厅"十三五"科学技术研究项目(批准号:JJKH20190705KJ)资助的课题 

主　　题：硒化锑 电子传输层 薄膜太阳电池 wx-AMPS 

摘      要：采用wx-AMPS模拟软件对硒化锑(Sb_2Se_3)薄膜太阳电池进行建模仿真,将CdS, ZnO和Sn02的模型应用到Sb_2Se_3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Sb_2Se_3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4.2eV时,厚度为0.6μm的Sb_2Se_3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Sb_2Se_3层缺陷态的理想情况下,厚度为3μm的Sb_2Se_3太阳电池的转换效率可以达到16.55%(短路电流密度J_(SC)=34.88 mA/cm^2、开路电压V_(OC)=0.59 V、填充因子FF=80.40%).以上模拟结果表明,Sb_2Se_3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.