Cu2ZnSnS4 单层太阳能电池用于灵活的光伏应用
Marit Kauk-Kuusik1, Kristi Timmo1, Maris Pilvet1
1Laboratory of Photovoltaic Materials, Tallinn University of Technology Ehitajate tee 5 Tallinn Estonia marit.kauk-kuusik@taltech.ee.
概括
改进石太阳能电池的战略重点是减少电压损失. 优化回火,合金和异质连接,提高了可持续光伏应用的功率转换效率 (PCE).
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:
- 单粉技术为可持续,灵活的太阳能电池提供了一条道路.
- 铜锡硫化物 (CZTS) 是一个有前途的石吸收材料,由于丰富的,无毒的元素和高功率转换效率 (PCE) 潜力.
- 显著的电压损失 (VOC赤字) 限制了石太阳能电池的PCE.
研究的目的:
- 审查用于减轻CZTS单层太阳能电池中VOC损失的策略.
- 为了提高基于CZTS的光伏设备的整体性能和PCE.
主要方法:
- 对CZTS粉末障碍和带隙 (Eg) 的低温后回火效应的分析.
- 研究CZTS与银 (Ag) 和 (Cd) 的合金,以抑制重组.
- 探索与 (Li) 和 (K) 在带隙和VOC上的联合兴奋剂效应.
- 对PCE改善的异质连接修改的评估.
主要成果:
- 低温回火减少了Cu-Zn乱,增加了Eg和VOC,突出了有序/无序相平衡的重要性.
- Ag和Cd合金抑制了非辐射重组,提高了短路电流密度;最佳的Ag在1%降低了缺陷,但更高的水平降低了性能.
- 和K联合剂增加了带隙到1.57 eV,并改善了VOC,尽管需要进一步优化.
- 异质连接修改产生了最显著的PCE增强,达到12.06%.
结论:
- 优化处理和组成对于克服CZTS太阳能电池中的VOC缺陷至关重要.
- 异质连接工程为在CZTS单层设备中实现更高的PCE提供了最有前途的途径.
- 需要进一步的研究来平衡材料特性,并最大限度地减少VOC赤字,以实现高效,可持续的太阳能转换.
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