没有的石薄膜太阳能电池,高效率接近12个
Nafees Ahmad1, Yunhai Zhao1,2, Fan Ye1
1Shenzhen Key Laboratory of Advanced Thin Films and Applications Key Laboratory of Optoelectronic Devices and Systems, College of Physics and Optoelectronic Engineering, Shenzhen University, Shenzhen, 518060, P. R. China.
Advanced science (Weinheim, Baden-Wurttemberg, Germany)
|June 30, 2023
概括
研究人员在Kesterite太阳能电池中用氧化 (ZTO) 取代有毒的硫化 (CdS) 缓冲层. 这种没有的方法实现了创纪录的11.8%的功率转换效率,改善了电荷传输和光吸收.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 可再生能源可再生能源是可再生能源.
- 太阳能光伏发电是如何实现的
背景情况:
- 硫化 (CdS) 是Kesterite Cu2ZnSn(S,Se) 4 (CZTSSe) 太阳能电池中常见的一种缓冲层.
- 由于CdS的毒性和化学浴沉积的废物限制了它的应用.
- 对于Kesterite太阳能电池来说,CdS的狭窄带隙 (≈2.4 eV) 是不理想的.
研究的目的:
- 研究-锡-氧化物 (ZTO) 作为Ag-doped CZTSSe太阳能电池的无缓冲层替代品.
- 通过优化缓冲层来提高 CZTSSe 太阳能电池的性能.
- 探索ZTO缓冲层对设备效率和充电动态的影响.
主要方法:
- 原子层沉积 (ALD) 用于沉积ZTO缓冲层.
- Ag-CZTSSe/ZTO太阳能电池设备的制造和特征.
- 优化ZTO厚度和Zn:Sn比率 (Sn/(Sn+Zn) = 0.28). 这是一个非常好的方法.
主要成果:
- 在 Ag-CZTSSe/ZTO 接口上,ZTO 缓冲层改善了带线对齐.
- ZTO的特性促进了电荷载体的提取和运输,提高了开通电路电压 (VOC) 和填充因子 (FF).
- ZTO的更宽的带隙增加了光子传输到吸收器,提高了短路电流密度 (Jsc).
结论:
- 10纳米ZTO缓冲层与5:1的Zn:Sn比率实现了Ag-CZTSSe太阳能电池的11.8%功率转换效率 (PCE) 的记录.
- 这代表了没有的Kesterite薄膜太阳能电池报告的最高效率.
- ZTO是一种有前途的,无毒的替代性缓冲层,用于下一代Kesterite太阳能电池.


