提升CZTSSe太阳能电池效率的缓冲层数值建模
材料科学
2025-01-14 v1
摘要
Kesterite是无机薄膜光伏技术中的领先候选者，在不依赖关键原材料的情况下提供可持续且环保的解决方案。本研究使用SCAPS-1D仿真考察了基于CZTSSe的kesterite太阳能电池的性能。通过将CZTSSe吸收层与缓冲材料（包括CdS、SnS2、IGZO和ZnSe）集成，分析了四种器件配置，这些材料的选择基于其能带对齐。此外，系统考察了影响器件效率的关键参数，如吸收层缺陷密度、缓冲层厚度以及缓冲材料的施主和缺陷密度。在考虑实际制造约束的情况下，对吸收层厚度和受主密度进行了优化。优化后，i-ZnO/SnS2/CZTSSe/Au配置实现了28.38%的显著效率，其VOC为0.83 V，JSC为39.93 mA/cm2，填充因子为85.4%。此外，在电阻、温度、产生与复合动力学以及JV和QE特性等不同条件下评估了优化结构的稳定性。这些发现为提升CZTSSe太阳能电池的效率和稳定性提供了有价值的见解，有助于可持续光伏技术的发展。
引用
@article{arxiv.2501.06681,
title = {Numerical Modelling of Buffer Layers for Advancing CZTSSe Solar Cell Efficiency},
author = {Tanzir Ahamed and Fozlur Rayhan and Imteaz Rahaman and Md. Hamidur Rahman and Md. Mehedi Hasan Bappy and Tanvir Ahammed and Sampad Ghosh},
journal= {arXiv preprint arXiv:2501.06681},
year = {2025}
}
备注
25 pages, 10 figures, 2 tables