Квази-біріктірілген кері контактты перовскитті күн элементтерінің сипаттамаларын оңтайландыру

Аңдатпа

Бұл жұмыста квази біріктірілген кері контактілі (КБКК) үштік катионды полигалогенид (CsFAMAPbIBr) негізінде жасалған перовскитті қабаттан, титан-оксид (TiO₂) электрон-тасымалдаушы қабаты (ЭТҚ) мен мыс-тиоцанаты (CuSCN) кемтік-тасымалдаушы қабатынан (КТҚ) тұратын перовскитті күн элементі (ПКЭ) зерттелді. Зерттеу барысында COMSOL Multiphysics программалық пакеті көмегімен перовскитті құрылғының екі өлшемді оптоэлектрлік моделі құрылды. Екі түрлі жағдайда, яғни жарықтың ЭТҚ қабаты жағында орналасқан мөлдір сіңіргіш қабатына (төменнен) және тікелей перовскит қабатына (жоғарыдан) түсіргенде жүргізілді. Алдымен екі жағдай үшін генерация жылдамдығының таралу картасы алынды. Перовскит қабатындағы заряд тасымалдаушылардың оптикалық генерациясы электромагниттік өрістің таралуына негізделіп есептелді. Құрылым ішіндегі оптикалық энергияның таралуы мен ағыны уақыт бойынша орташаланған Пойнтинг векторымен сипатталды. Электрондар мен кемтіктер үшін дрейф-диффузия моделі құрылып, оптикалық модельдеуден алынған ұзындық бойынша орташаланған генерация мәнін пайдалана отырып ПКЭ-дегі электрлік параметрлердің әсері бағаланды. Зерттеу барысында перовскит қабаты мен электрон тасымалдаушы қабат арасындағы беттік ақау тығыздығы, перовскит қабатындағы көлемдік ақау концентрациясы және электрондардың қозғалғыштығының құрылғы тиімділігіне әсері зерттелді. Әрбір жағдай үшін вольт-амперлік сипаттамалары (J–V), қуатты түрлендіру тиімділігі есептелді. Перовскит-ЭТҚ шекарасындағы ақаулардың үлкен мәндері үшін тиімділік айтарлықтай төмендейтіндігі, жарық жоғарыдан және төменнен түскен кезде көлемдік ақау концентрациясы артқан сайын қуатты түрлендіру тиімділігі төмендейтіндігі және электрондардың қозғалғыштығы артқан сайын ПКЭ-нің тиімділігі артатындығы анықталды. Алынған нәтижелер негізінде КБКК ПКЭ-нің дефекттерге сезімталдығы мен параметрлерге тұрақтылығы, сонымен қатар жарықтың төменнен немесе жоғарыдан түсу бағытына тәуелділігі анықталды.