Publication detail

Designing an Efficient Lead-Free Perovskite Solar Cell through a Computational Method

Year: 2023

Type of publication: článek v odborném periodiku

Name of source: Crystals

Publisher name: MDPI

Place: BASEL

Page from-to: 1175

Titles:

Language	Name	Abstract	Keywords
cze	Návrh efektivního bezolovnatého perovskitového solárního článku pomocí výpočetní metody	Solární články (PSC) na bázi organokovového halogenidového perovskitu (PVK) si získaly významnou popularitu díky své účinnosti, přizpůsobivosti a všestrannosti. Přítomnost olova v konvenčních PVK však představuje environmentální rizika a brání účinné komercializaci. Přestože byly vyvinuty bezolovnaté PVK solární články, jejich účinnost konverze je omezená kvůli vnitřním ztrátám. K vyřešení tohoto problému uvádíme simulační studii zaměřenou na methylamonium cín bromid (MASnBr3) jako alternativní materiál. V našem výzkumu jsou vrstvy MASnBr3 strategicky umístěny mezi materiál pro přenos děr (HTM) na bázi jodidu mědi (Cul) a materiál pro přenos elektronů (ETM) na bázi oxidu zinečnatého (ZnO). Optimalizujeme tloušťku aktivní vrstvy, provozní teplotu, hustotu defektů a sériové odpory pro posouzení výkonu zařízení. Kromě toho používáme mapování s ohledem na tloušťku a hustotu defektů pro podrobné zkoumání. Naším primárním cílem je dosáhnout bezprecedentní účinnosti bezolovnatých PSC na bázi MASnBr3. Naše studie dosahuje nejvyšší JSC (hustota zkratového proudu) 34,09 mA/cm2, VOC (napětí naprázdno) 1,15 V, FF (faktor plnění) 82,06 % a optimalizovanou účinnost konverze 32,19 %. Tyto pokroky v účinnosti konverze dláždí cestu pro vývoj bezolovnatých PVK solárních článků požadovaným směrem.	perovskit (PVK); methylamonium cín bromid (MASnBr3); materiál pro přenos děr (HTM); účinnost přeměny energie (PCE)
eng	Designing an Efficient Lead-Free Perovskite Solar Cell through a Computational Method	Organometallic halide perovskite (PVK)-based solar cells (PSC) have gained significant popularity owing to their efficiency, adaptability, and versatility. However, the presence of lead in conventional PVK poses environmental risks and hinders effective commercialization. Although lead-free PVK solar cells have been developed, their conversion efficiency is limited due to intrinsic losses. To address this challenge, we present a simulation study focusing on methylammonium tin bromide (MASnBr3) as an alternative material. In our investigation, the MASnBr3 layers are strategically placed between a copper iodide (CuI)-based hole transporting material (HTM) and a zinc oxide (ZnO)-based electron transporting material (ETM). We optimize the active layer thickness, operating temperature, defect density analysis, and series resistances to assess device performance. Furthermore, we employ contour mapping, considering both thickness and defect density, for a detailed investigation. Our primary objective is to achieve unprecedented efficiency in lead-free MASnBr3-based PSCs. Remarkably, our study achieves the highest JSC (short-circuit current density) of 34.09 mA/cm2, VOC (open-circuit voltage) of 1.15 V, FF (fill factor) of 82.06%, and optimized conversion efficiency of 32.19%. These advancements in conversion efficiency pave the way for the development of lead-free PVK solar cells in the desired direction.	perovskite (PVK); methylammonium tin bromide (MASnBr3); hole transport material (HTM); power conversion efficiency (PCE)

Search

Login for students

Login for employees

Publication detail

Departments

Other Parts

Map

Services

Popular Links