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这所院校又添新作:结合掺镁CeO 2缓冲层实验数据研制高效双吸收CIGSSe/钙钛矿太阳能电池

论论资讯 | 2023-05-01

Optical Materials

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Development of an efficient double absorber CIGSSe/perovskite solar cell with the combination of experimental data of Mg-doped CeO<sub>2</sub> buffer layer

Kumar R.; Kumar A.

Published:2023-05-01
DOI:10.1016/j.optmat.2023.113731

研究背景

随着全球温室气体排放量的不断增加,环境保护和可持续发展已经成为了全球热议的话题。在这种情况下,太阳能电池作为一种绿色、可再生的能源,备受关注。然而,太阳能电池的转换效率和稳定性仍然是当前研究领域的主要问题之一。因此,科学家们一直在寻求新的材料和技术来提高太阳能电池的效率和稳定性。

研究内容

在这项研究中,科学家们开发了一种高效的CIGSSe/钙钛矿太阳能电池,采用了Mg掺杂CeO2缓冲层纳米材料的组合。研究人员利用共沉淀技术合成了Mg掺杂CeO2纳米材料,并通过X射线衍射(XRD)确认了CeMgO2纳米材料的相形成和六角结构。SEM图像显示了CeMgO2纳米材料的形态、平均粒径和表面质量。利用紫外-可见(UV-Vis)分光光度计计算了光学性质,利用霍尔效应测量计算了电学性质。研究结果表明,CeMgO2纳米材料的可见光透过率从89%提高到98%,吸收率和反射率降低。此外,随着Mg含量的变化,光学能隙从3.578 eV提高到3.865 eV,但Urbach能从0.251 eV降低到0.115 eV。Mg含量的增加导致缺陷数量增加,从而降低了直流和交流电导率。光致发光(PL)元素分析也观察到了缺陷浓度随Mg含量的偏差。通过利用Mg掺杂CeO2纳米材料的实验性质,研究人员提出了一种高效、环保、柔性的太阳能电池。该电池可吸收大量紫外线(UV)光,并提高外量子效率(EQE)、效率(η)=29.63%、短路电流密度(JSC)=40.25 mA/cm2、开路电压(VOC)=855.6 mV和填充因子(FF)=86.02%等光伏参数。

研究意义

这项研究的创新之处在于,科学家们利用Mg掺杂CeO2纳米材料的优异性能,开发出了一种高效、环保、柔性的太阳能电池。这种太阳能电池的效率和稳定性得到了显著提高,为太阳能电池的实际应用提供了新的可能性。此外,该研究还为太阳能电池材料的研究提供了新的思路和方法,对太阳能电池的未来发展具有重要的参考价值。

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