器件 优化 值

采用第一性原理方法计算了NiO、ZnO和MgxZn1-xO（0≤x≤0.5）的能带结构。ZnO的带隙为3.37eV，而随着Mg体积分数增至50%，带隙增宽值5.029eV，证明改变成分可有效调制能带结构。对比研究p-NiO/n-ZnO与中间添加MgxZn1-xO缓冲层的两种结构的薄膜电池，引入MgxZn1-xO缓冲层后表现出更好的整流特性。通过调控缓冲层材料的禁带宽度、电子亲和能，证明NiO/MgZnO/ZnO异质结构型保证了光生电子越过能垒、并抑制空间区域电子-空穴复合。采用SCAPS-1D仿真测试出太阳光照在不同薄膜厚度和Mg含量的异质结电池，根据Jxx-Vxx变化规律优化结构。设置50nm的Mg0.25Zn0.75O，缓冲层施主掺杂浓度1×1018cm-3的最佳方案，计算得VOC=1.5V、JSC=，转化效率等于19.3%。含MgZnO缓冲层异质结薄膜电池的设计，为制备高效率的光电转化器件提供优化的方向