Оптимизация характеристик квази-интегрированных тыльноконтактных перовскитных солнечных элементов

Авторы

DOI:

https://doi.org/10.26577/RCPh20994626

Ключевые слова:

перовскитные солнечные элементы, квазиинтегрированный задний контакт, CsFAMAPbIBr, модель дрейфа–диффузии, эффективность преобразования энергии

Аннотация

В данной работе исследовался квази-интегрированный тыльноконтактный (КИТК) перовскитный солнечный элемент (ПСЭ), состоящий из перовскитного слоя на основе тройного катионного полигалогенида (CsFAMAPbIBr), слоя переноса электронов (ETL) из оксида титана (TiO2) и слоя переноса дырок (HTL) из тиоцианата меди (CuSCN). В ходе исследования была создана двухмерная оптоэлектрическая модель перовскитного устройства с использованием программного пакета COMSOL Multiphysics. Расчеты проводились в двух различных случаях: когда свет падал на прозрачный поглощающий слой, расположенный со стороны слоя ETL (снизу), и непосредственно на перовскитный слой (сверху). Сначала для обоих случаев была получена карта распределения скорости генерации. Оптическая генерация носителей заряда в перовскитном слое рассчитывалась на основе распределения электромагнитного поля. Распределение и поток оптической энергии внутри элемента описывались усредненным по времени вектором Пойнтинга. Была разработана дрейфово-диффузионная модель для электронов и дырок, а влияние электрических параметров на КПД оценивалось с использованием усредненного по длине значения генерации, полученного из оптического моделирования. В ходе исследования изучалось влияние плотности поверхностных дефектов между перовскитным слоем и слоем переноса электронов, концентрация объемных дефектов в перовскитном слое и подвижности электронов на эффективность устройства. Для каждого случая рассчитывались вольт-амперные характеристики (ВАХ) и КПД преобразования энергии. Было установлено, что при больших значениях дефектов на границе раздела перовскит-ETL эффективность значительно снижается, а при падении света сверху и снизу КПД преобразования энергии уменьшается с увеличением концентрации объемных дефектов, и КПД увеличивается с увеличением подвижности электронов. На основе полученных результатов была определена чувствительность КПД KИТК к дефектам и стабильность параметров, а также зависимость от направления падения света снизу или сверху.

Биографии авторов

  • К.О. Тлекова, Казахский национальный исследовательский технический университет имени К.И. Сатпаева, Алматы, Казахстан

    докторант, Казахский национальный исследовательский технический университет им. К.И. Сатпаева .

  • Г. Толеубай, Казахский национальный исследовательский технический университет имени К.И. Сатпаева, Алматы, Казахстан, ALT Университет имени М. Тынышпаева, Алматы, Казахстан

    докторант, Казахский национальный исследовательский технический университет им. К.И. Сатпаева 

  • А. Нұралы, Казахский национальный исследовательский технический университет имени К.И. Сатпаева, Алматы, Казахстан

    докторант, Казахский национальный исследовательский технический университет им. К.И. Сатпаева 

  • Д. Шоков, Казахский национальный исследовательский технический университет имени К.И. Сатпаева, Алматы, Казахстан

    преподаватель, Казахский национальный исследовательский технический университет им. К.И. Сатпаева

  • К. Джумагулова, Казахский национальный университет им. аль-Фараби, Алматы, Казахстан

    докт. физ.-мат.наук, проф., Казахский национальный университет им. аль-Фараби

  • Е. Шаленов, Казахский национальный исследовательский технический университет имени К.И. Сатпаева, Алматы, Казахстан

    PhD, ассоц. профессор, Казахский национальный исследовательский технический университет им. К.И. Сатпаева 

Опубликован

14.10.2026

Выпуск

Раздел

Физика конденсированного состояния и проблемы материаловедения. Нанонаука

Как цитировать

[1]
К. Тлекова, Г. Толеубай, А. Нұралы, Д. Шоков, К. Джумагулова, и Е. Шаленов, «Оптимизация характеристик квази-интегрированных тыльноконтактных перовскитных солнечных элементов», Rec.Contr.Phys., т. 99, вып. 4, сс. 68–78, окт. 2026, doi: 10.26577/RCPh20994626.