摘 要

本文借助计算异质结太阳能电池数值模拟软件Afors-Het，首先对无空穴传输层的碳电极钙钛矿太阳能电池的数值模拟，针对钙钛矿材料的不同厚度、缺陷密度、带隙、发射层和吸收层的不同掺杂密度、碳电极和钙钛矿之间的界面状态以及碳电极的功函数来进行了比较，所得结果对实际制作碳电极钙钛矿太阳能电池具有重要的指导意义。

论文主要研究了钙钛矿材料层不同厚度、缺陷密度、带隙、发射层和吸收层的不同掺杂密度、碳电极和钙钛矿之间的界面状态以及碳电极的功函数对所模拟太阳能电池的开路电压、短路电流密度、填充因子FF、电池效率Eff的影响。

研究结果表明：对于无空穴传输层的碳电极钙钛矿太阳能电池，设置合适的钙钛矿材料层厚度、缺陷密度、带隙、发射层和吸收层的掺杂密度、碳电极和钙钛矿之间的界面状态以及碳电极的功函数是十分有必要的。

本文的特色：本文完成了对无空穴传输层碳电极钙钛矿太阳能电池的不同参数条件下的模拟仿真。

关键词：碳电极；钙钛矿太阳能电池；效率

Abstract

This paper first simulates the combustion space of a 650t/day air-fuel combustion float glass furnace.Then transform it into a oxy-fuel one with the model and compare them. The results have important guiding significance in transforming float glass furnace from air-fuel to oxy-fuel combustion.

This paper, with the help of the numerical simulation software Afors-Het, the numerical simulation of carbon electrode perovskite solar cell without hole transport layer is compared according to the different thickness, defect density, band gap, different doping density of emission layer and absorption layer, the interface state between carbon electrode and perovskite and the work function of carbon electrode. The results have important guiding significance for the practical fabrication of carbon electrode perovskite solar cells.

This paper mainly studies the effects of different thickness, defect density, band gap, different doping density of emitting layer and absorption layer, the interface state between carbon electrode and perovskite and the work function of carbon electrode on the open-circuit voltage, short-circuit current density, filling factor FF and cell efficiency Eff of the simulated solar cells.

The results show that for carbon electrode perovskite solar cells without hole transport layer, it is necessary to set appropriate perovskite layer thickness, defect density, band gap, doping density of emission layer and absorption layer, interface state between carbon electrode and perovskite and work function of carbon electrode.

The characteristics of this paper: this paper completed the simulation of carbon electrode perovskite solar cells without hole transport layer under different parameters.

Key Words：Carbon electrode,perovskite solar cell,efficiency.

目录

摘 要 I

Abstract II

第1章 绪论 1

1.1 引言 1

1.2 太阳能电池 2

1.2.1 硅基太阳能电池 4

1.2.2 染料敏化太阳能电池 5

1.2.3 有机-无机杂化太阳能电池 5

第2章 碳电极钙钛矿太阳能电池 8

2.1碳电极钙钛矿太阳能电池结构 8

2.2钙钛矿太阳能电池的性能参数 10

2.3仿真软件Afors-Het 10

第3章 碳电极钙钛矿太阳能电池的数值模拟 12

3.1 仿真模型参数设置 12

3.2 钙钛矿层厚度对光电池性能的影响 15

3.3 钙钛矿层缺陷密度对光电池性能的影响 17

3.4 钙钛矿层掺杂浓度对光电池性能的影响 18

3.5 碳电极功函数对光电池性能的影响 19

3.6 钙钛矿层和碳电极之间界面态对光电池性能的影响 20

第4章 总结与展望 23

参考文献 25

致 谢 26

第1章 绪论

1.1 引言

在现当代，能源问题始终摆在了各个国家地区生活生产的重要位置，科学技术的发展日新月异，随着社会节奏的加快，工业区的扩张和人口的增加都对现当代的能源供应系统提出了更高的要求.

当代社会对能源的需求越来越庞大，不仅仅是能源需求量在急速攀升，而且在很多情况下都必须考虑到能源安全、可持续性等一系列不可忽视的条件，世界能源体系的变化速度及趋势无法精确确定，那么未来我们该如何面对能源需求问题呢？我们现在至少可以确定的是，采取多种形式的能源共同发挥作用将是必然的措施。

当今社会对环境问题越来越重视，而传统的在使用的化石燃料是不可再生资源，这就意味着人类终究要取代掉化石燃料寻找合适的替代品，并且化石燃料对环境所造成的显性危害和隐性危害也越来越引起了人们对于其他替代能源的关注和研究。对于一些资源匮乏的地区来讲，能源危机甚至可以说是时刻在威胁着当地的生产生活。