无铅铯金铋氯化物钙钛矿太阳能电池的设计与性能评估：可调传输层的应用

《ACS Applied Energy Materials》：Design and Performance Evaluation of Lead-Free Cesium Gold Bismuth Chloride Perovskite Solar Cells with Tunable Transport Layers

无铅双钙钛矿太阳能电池研究：通过SCAPS-1D模拟优化ZnSe/NiS2双传输层，最高效率达26.56%，系统分析材料对J-V曲线、缺陷态及能效影响。

　　

所有无机双钙钛矿（如铯金铋氯化物Cs₂AuBiCl₆）已成为基于铅的钙钛矿的稳定且环保的替代品。本研究使用太阳能电池电容模拟器（SCAPS-1D）来模拟采用Cs₂AuBiCl₆作为吸收层的平面钙钛矿太阳能电池。为了提高器件性能，研究人员探讨了不同的电子传输材料（ZnSe、[6,6]-苯基C₆₁丁酸甲酯（PC60BM）、SrTiO₃（STO）、CeO₂、CdS和铟镓锌氧化物（IGZO）以及空穴传输材料（TiS₂、TaS₂、NiS₂、HfS₂、CuSbS₂和MoS₂）。该研究系统地分析了材料选择对光伏特性的影响，包括电流密度-电压（J–V）关系、量子效率（QE）响应、层厚度、缺陷状态、界面缺陷和掺杂浓度。在评估的各种结构中，以ZnSe作为电子传输材料（ETM）和NiS₂作为空穴传输材料（HTM）的配置表现最佳，其开路电压（V_oc）为0.7669 V，短路电流（J_sc）为42.679 mA/cm²，填充因子（FF）为81.13%，功率转换效率（PCE）为26.56%。此外，优化后的双钙钛矿与TiS₂的效率相当，达到26.03%；与TaS₂相当，达到25.83%；与HfS₂相当，达到25.85%；与CuSbS₂相当，达到19.47%；与MoS₂相当，达到26.20%。这些发现表明Cs₂AuBiCl₆是一种有前途的无铅吸收材料，有望在下一代钙钛矿太阳能电池中实现高效率、稳定性和可持续性。