通过调整铜的增长配置来扩大区,以实现高效率的柔性Cu(In,Ga) Se2太阳能电池
Hui Yan1, Wuji Wang1, Jun Luo1
1Key Laboratory of Artificial Micro- and Nano-structures of Ministry of Education, and School of Physics and Technology, Wuhan University, Wuhan 430072, China.
ACS applied materials & interfaces
|September 30, 2024
概括
在灵活的CIGS太阳能电池中优化铜 (Cu) 扩散显著提高了性能. 一种新的沉积形状提高了晶体质量和波段对齐,实现了18.3%的功率转换效率 (PCE).
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 可再生能源技术可再生能源技术
- 半导体物理 半导体物理
背景情况:
- 灵活的铜印化 (CIGS) 太阳能电池由于其适应性和适合于滚滚制造的适应性,为各种应用提供了潜力.
- 柔性CIGS电池的低温制造工艺受到铜 (Cu) 扩散的挑战,这会对表面状态和缺陷形成产生负面影响.
- 控制Cu扩散对于提高柔性CIGS太阳能电池的性能和可靠性至关重要.
研究的目的:
- 调查Cu扩散型对柔性CIGS太阳能电池性能的影响.
- 设计和实施新的CIGS增长特征,以减轻Cu扩散的有害影响.
- 通过优化沉积,提高灵活的CIGS太阳能电池的光电转换效率 (PCE).
主要方法:
- 在CIGS的第三个沉积阶段系统检查过多的Cu放置.
- 在CIGS/CdS接口上分析晶体质量,GGI分级和波段对齐.
- 使用优化生长配置的灵活CIGS太阳能电池的制造和表征.
主要成果:
- 一个修改的CIGS沉积谱,在第三阶段的中间增加了Cu,改善了晶体质量.
- 优化的配置扩展了GGI分级口区域,并将GGI最小值转移到CdS层.
- 在短路电流密度 (Jsc),带对齐和填充因子 (FF) 中观察到显著的增强,导致更高的PCE.
结论:
- 设计的CIGS生长轮有效控制Cu的扩散,从而提高了材料性能和设备性能.
- 优化的沉积策略导致32.6%的效率大幅增加,达到18.3%的高PCE.
- 这项工作为推进高效灵活的CIGS太阳能电池的开发和商业化提供了坚实的基础.
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