使用器件模拟SCAPS-1D对无机Cs2AgBiBr6作为无铅钙钛矿进行数值模拟( Numerical simulation of inorganic Cs2AgBiBr6 as a lead-free perovskite using device simulation SCAPS-1D )

Aminreza Mohandes Mahmood Moradi Hamid Nadgaran

介绍了一种无铅钙钛矿太阳能电池Cs 2 AgBiBr 6。利用太阳能电池电容模拟器(SCAPS)对CS_2AgBibr_6(DP)进行了器件建模，获得了最佳参数。研究了两种不同空穴传输层的器件，包括P3 HT和Cu2 O。对于两种不同空穴传输层的器件，其最佳厚度为1200nm，缺陷密度为1.0imes10 14cm3。对于两种HTLs,导带偏移CBO为0.21eV,价带偏移VBO为+0.16eV。对于P3 HT和Cu2 O的浅受主掺杂浓度，分别得到了(5.0imes{10}^{19}）和(5.0imes{10}^{17}）,{mathrm{cm}}^{-3}）。就电子传输层的浅施主密度而言，两种情况下的最佳值均为5.0imes10-19cm3。对于捕获截面，在两种HTLs的吸收层中，对于（{n}_{t,DP}）缺陷密度（{n}_{t,DP}）的最佳值在{{n}_{n,p}_{n,p}_{{n,p}_{{n,p}_{{n,p}_{{10}_{-19}_{{n}_{t,DP}}_{{2}_处（{n}_{t,DP}_{}_{n,p}_{m,p}}_{{n,p}_{}}_{10}_{20}_,{mathrm{{f}}_{10}_{n,p}__{m}}__{2}_}）mathrm{is}{10}^{15},{mathrm{cm}}^{-3},)在({sigma}_{n,p}mathrm{of}{10}^{-18},{mathrm{}}^{2})为({n}_{t,DP}mathrm{is}{10}^{14},{mathrm{m}}^{-3}),在({sigma}_{n,p}mathrm{of}{10}^{-17},{mathrm{cm}}^{2})为({n}_{t,10}^{13},{mathrm{cm}}^{-3}),并在({sigma}_{n,p}mathrm{of}{10}^{-16},{mathrm{cm}}^{2})为({n}_{t,DP}mathrm{is}{10}^{12},{mathrm{cm}}^{-3}).对于P3 HT器件，P3 HT/Cs2 AgBibr6的界面缺陷密度为1.0(IMEs)10 14cm2,而Cs2 AgBibr6/SnO2的界面缺陷密度为1.0(IMEs)10 9cm2。对于Cu2 O器件，Cu2 O/Cs2 AgBibr6的界面缺陷密度为1.0(IMEs)10 13cm2,而Cs2 AgBibr6/SnO2的界面缺陷密度为1.0(IMEs)10 10cm2。对于P3 HT器件，最佳辐射复合值出现在2.3(IMEs)10 13cm3/s,而对于Cu2 O器件，最佳辐射复合值出现在2.3(IMEs)10 12cm3/s。P3 HT器件的最大功率转换效率为11.69%（开路电压为2.02V，短路电流密度为6.39mA/cm2，填充因子为0.90%)，Cu2 O器件的最大功率转换效率为11.32%(VOC为1.97V，JSC为6.39mA/cm2，填充因子为0.895（89.5%）。这是迄今为止Cs2 AgBibr6双钙钛矿太阳能电池的最高效率。最后，我们的研究结果为无铅无机太阳能电池的制备提供了依据。

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