9月1日消息，一篇8月29日提交至arXiv的应用物理预印论文（编号2608.29341）通过耦合数值仿真框架，为无铅锡基钙钛矿太阳能电池的性能优化建立了系统设计方法。

高效无铅钙钛矿太阳能电池目前受限于低效的电荷传输和显著的复合损失。本研究作者（Md. Faiaad Rahman、Jabed Hasan、Md. Ashaduzzaman Niloy、Ahmed Zubair）在甲脒锡碘（FASnI3）钙钛矿太阳能电池中采用铜掺杂氧化镍（Cu:NiOx）作为空穴传输层（HTL），以改善空穴提取并抑制载流子损失。

研究采用时域有限差分（FDTD）光学仿真与有限元法（FEM）电学建模相结合的耦合数值框架：电学分析求解泊松方程、漂移扩散方程和载流子连续性方程，同时考虑辐射、非辐射和界面复合机制，并对各层厚度与掺杂浓度进行系统优化。

核心性能数据：在层尺寸与载流子浓度优化后，器件光电转换效率（PCE）达到24.71%；进一步集成抗反射涂层（ARC）有效抑制反射损失，带来5.47%的相对效率提升。铅基钙钛矿电池因铅毒性问题面临商业化阻力，锡基替代方案长期受开路电压和稳定性制约，本研究展示的HTL掺杂工程加光学管理的组合策略，为无铅钙钛矿电池逼近甚至超越铅基体系效率提供了明确的器件设计路径。 （来源：arXiv）