全无机CsPbI2Br钙钛矿太阳能电池的数值优化

《Solar RRL》：Numerical Optimization of All-Inorganic CsPbI2Br Perovskite Solar Cells

全无机CsPbI?Br钙钛矿太阳能电池通过优化HTL/MoO?、ETL/IGZO及背接触金属，在吸收层厚度、掺杂浓度和缺陷调控下实现21.41%效率，验证材料组合与结构参数优化对性能提升的关键作用。

　　

摘要

近年来，钙钛矿太阳能电池（PSCs）的功率转换效率（PCE）显著提高，已超过25%。然而，这些设备的不稳定性仍然是其商业化应用的主要障碍。最近，基于CsPbI₂Br的全无机PSCs表现出更好的长期稳定性和商业化潜力。目前，1.92 eV的CsPbI₂Br顶层电池与1.31 eV的CsPb_0.4Sn_0.6I₃: GLE器件结合使用，使得两端互联的钙钛矿串联太阳能电池（2T-IPTSCs）的效率达到了22.57%（认证值为21.92%）。在本研究中，我们采用了串联PSC的顶层结构：ITO/ZnO/CsPbI₂Br/NiO_x/Au。我们使用SCAPS-1D软件（版本3.3.12）模拟并比较了使用不同无机材料作为空穴传输层（HTL）和电子传输层（ETL）的器件的光伏性能。模拟结果表明，MoO₃和IGZO分别是HTL和ETL的最佳选择。基于这一优化结构，通过调整吸收层厚度、掺杂浓度、缺陷密度（N_t）和背接触金属，进一步提高了性能。在最佳条件下，全无机CsPbI₂Br基PSC的PCE达到了21.41%。这些结果表明，此类设备的性能仍有很大的提升潜力。

利益冲突

作者声明没有利益冲突。