高效的窄带间Cu(In,Ga) Se2太阳能电池具有增强的开放电路电压,用于并联应用
Junjun Zhang1, Zengyang Ma1, Yitian Zhang1
1School of Physics and Technology, and Key Laboratory of Artificial Micro- and Nano-structures of Ministry of Education, Wuhan University, Wuhan, 430072, China.
Nature communications
|November 28, 2024
概括
研究人员通过控制分级来优化铜印化 (CIGSe) 太阳能电池,用于双重应用. 这种方法改善了开放电路电压,并实现了窄带隙电池20.26%的功率转换效率.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 可再生能源是可再生能源的来源.
- 半导体物理 半导体物理
背景情况:
- 实现双连接联太阳能电池的理想带隙匹配是具有挑战性的.
- 铜印化 (CIGSe) 通过组合调整为底部子电池提供近乎理想的1.00 eV带隙.
- 纯铜化 (CISe) 太阳能电池表现出显著的界面载体重组.
研究的目的:
- 在CIGSe吸收器中引入受控的梯度以提高性能.
- 为了保持接近CISe的吸收频谱,同时提高效率.
- 通过扩散控制来证明双联太阳能电池性能的提高.
主要方法:
- 在CIGSe吸收层中实现前后梯度.
- 使用预先沉积的CIGSe层和在吸收器生长期间的高铜过剩来抑制扩散.
- 创建一个U形分级配置文件,最小带隙为1.01 eV.
主要成果:
- 一个合适的前梯度将开放电路电压提高了大约30mV.
- 优化的窄带间 CIGSe 太阳能电池实现了 20.26% 的经过认证的记录功率转换效率 (PCE).
- 该电池显示了368mV的开放电路电压缺陷创纪录的低值,并为四终端合器贡献了10%的绝对效率.
结论:
- 控制扩散对于提高窄带隙CIGSe太阳能电池的性能至关重要.
- 开发的U形分级策略显著提高了效率,并减少了电压缺陷.
- 这项工作突显了CIGSe在高效的双重光伏应用中的潜力.
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