基于SCAPS-1D的NH2(CH2)2NH3MnCl4型太阳能电池的设计优化与性能分析

《Next Energy》：Design optimization and performance analysis of NH 2(CH 2) 2NH 3MnCl 4 based solar cell using SCAPS-1D

　　

摘要

本研究探讨了以NH?(CH?)?NH?MnCl?作为吸光材料的无铅锰基钙钛矿太阳能电池的设计与优化方案。通过一维太阳能电池电容模拟器对器件性能进行了分析，以此评估其作为传统含铅钙钛矿太阳能电池的环保替代品的潜力。研究中，硫掺杂氧化锡被用作电子传输层，而氧化铜(I)则充当空穴传输层。通过分析关键材料及器件参数对光伏性能的影响，对器件结构进行了全面优化。经优化的太阳能电池实现了29.45%的功率转换效率、91.63%的填充因子、1.6898伏的开路电压以及19.0207毫安/平方厘米的短路电流密度。此外，该器件在300–420纳米波长范围内具有接近100%的峰值外量子效率，而在690纳米波长以上则几乎失去活性。这些研究结果为理解基于NH?(CH?)?NH?MnCl?的太阳能电池的性能限制机制及优化策略提供了重要见解，同时也凸显了这类电池作为高效、稳定且环境友好的下一代光伏应用材料的巨大潜力。

Ipshita Jahan Suma|Md Habibur Rahman Aslam