在金属化物矿太阳能电池中解决陷状态的空间和能量分布
Zhenyi Ni1, Chunxiong Bao2, Ye Liu1,2
1Department of Applied Physical Sciences, University of North Carolina, Chapel Hill, NC 27599, USA.
Science (New York, N.Y.)
|March 21, 2020
概括
我们分析了矿太阳能电池中的陷状态. 单晶的捕获密度较低,而多晶薄膜和接口的捕获密度显著更高,限制了效率.
科学领域:
- 材料科学
- 固态物理
- 可再生能源
背景情况:
- 金属化是有前途的光伏材料.
- 了解电荷载体动态对于提高太阳能电池性能至关重要.
- 陷状态显著影响电荷重组和设备效率.
研究的目的:
- 在单晶和多晶矿太阳能电池中的空间和能量特征.
- 确定陷状态的起源和分布.
- 了解陷状态对太阳能电池效率的限制.
主要方法:
- 陷状态的空间和能量分布的描述.
- 在单晶矿样本中分析陷密度.
- 在多晶膜及其接口中捕获密度的表征.
主要成果:
- 单晶陷密度有五个数量级的变化,最少为2 × 10^11 cm^-3,主要在晶体表面.
- 多晶膜接口的陷密度比它们的内部密度高1-2个数量级.
- 薄膜内部比高质量的单晶体差2-3个数量级;被动化揭示了与纳米晶体相关的孔运输层接口附近的陷.
结论:
- 陷状态分布高度依赖于晶体结构和形态.
- 多晶膜中的接口是电荷载体损失的主要来源.
- 纳米晶体接口对高效矿太阳能电池构成重大挑战.
