【国际论文】氧化镓作为高性能过氧化物太阳能电池的电子传输层、窗口层、紫外线和空穴阻挡层：模拟研究

        由阿尔及利亚的穆罕默德·基德大学的研究团队在科学期刊《Optical and Quantum Electronics》发表了一篇名为Gallium oxide as an electron transport, a window, an UV and a hole blocking layer for high performance perovskite solar cell: a simulation study（氧化镓作为高性能过氧化物太阳能电池的电子传输层、窗口层、紫外线和空穴阻挡层：模拟研究）的文章。

摘要

        过氧化物太阳能电池（PSCs）对于高效、经济的光伏设备显示出巨大的潜力。本研究侧重于采用β-氧化镓（β-Ga₂O₃）作为PSCs中多功能组分。β-Ga₂O₃作为电子传输层（ETL），作为减少可见光反射的窗口材料，作为提高钙钛矿稳定性的紫外线吸收层，以及由于其高价带偏移而成为阻挡孔的层（HBL）。此外，氧化亚铜/硅（Cu₂O/p-Si）的双层被用作孔传输和电子阻挡层（HTL和EBL），而甲基碘化铅铵（CH₃NH₃PbI₃）充当钙钛矿吸收体。使用SILVACO-TCAD进行的数值模拟表明，将ZnO替换为β-Ga₂O₃作为ETL可显著提高PSC性能。优化后的器件表现出23.02%的转换效率（PCE），0.95 V的开路电压（Voc），31.12 mA/cm²的短路电流密度（Jsc）和77.53%的填充因子（FF）。该研究强调了在PSCs中使用β-Ga₂O₃和Cu₂O/p-Si的好处，强调了它们在改善器件性能中的关键作用。我们的研究结果将帮助钙钛矿太阳能电池设计者通过利用β-Ga₂O₃层进行前端吸收，既充当ETL又作为窗户，从而有助于减少材料和成本。作为HTL使用的Cu₂O/p-Si使PSCs的效率接近Shockley–Queisser极限，即26.6%。

原文链接：https://doi.org/10.1007/s11082-023-05780-y