효율성이 41%를 초과하는 최적화된 고전류 태양전지의 시뮬레이션

두 단자 및 태양전지는 전력 변환 효율이 높습니다. 그들의 주요 한계 중 하나는 운영 전류 밀도입니다. 두 단자 태양전지는 전기적으로 연결된 직렬 서브셀에 해당하기 때문입니다. 상단 흡수층의 두께를 증가시키면 상단 서브셀의 전류는 증가하고 하단 서브셀의 전류는 감소합니다. 최소 전류를 갖는 서브셀은 태양전지가 해당 값에서 작동하도록 강제하며, 전체 성능을 제한합니다. 본 논문에서는 독일륨-텔루라이드(GeTe)로 구성된 하단 서브셀을 사용하여 이러한 문제에 대한 해결책을 제안합니다. 이는 높은 전류를 제공하고 두꺼운 흡수층에서 상단 서브셀과 일치합니다. Perovskite (MAPbI3)/CIGS, perovskite (MAPbI3)/GeTe, perovskite (MAPbI3-xClx)/GeTe로 구성된 세 가지 다른 태양전지에 대한 제안이 제시되었습니다. 제안된 perovskite (MAPbI3)/CIGS는 30.52%의 효율을 가지며, CIGS 하단 서브셀을 GeTe로 교체했을 때 효율이 35.9%로 크게 향상되었습니다. perovskite (MAPbI3) 상단 서브셀을 perovskite (MAPbI3-xClx)로 교체했을 때 41.7%의 높은 효율이 얻어졌습니다. 더 높은 전력 변환 효율을 달성하기 위해 상단 서브셀의 최적 두께를 얻기 위해 수정된 수치 알고리즘이 제안되었습니다. 설계된 태양전지의 성능 평가 및 시뮬레이션은 SCAPS-1D를 사용하여 수행되었습니다. 제안된 셀에 대한 온도 효과가 시뮬레이션에서 관찰되었습니다. 결과는 제안된 태양전지가 출판된 연구에 비해 비교 가능한 성능과 더 높은 효율을 가지는 것을 보여줍니다.