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界面工程提高銅鋅錫硫硒太陽(yáng)電池性能的研究

發(fā)布時(shí)間:2020-12-29 15:07
  Cu2ZnSn(S,Se)4(CZTSSe)作為吸收層材料以無(wú)毒、地殼儲(chǔ)備豐富、光學(xué)帶隙可調(diào)(1.01.5 eV)和高吸收系數(shù)(104cm-1)等優(yōu)勢(shì)備受關(guān)注。CZTSSe薄膜太陽(yáng)電池目前光電轉(zhuǎn)換效率已超過(guò)12%,但對(duì)比光電轉(zhuǎn)換效率超過(guò)20%的銅銦鎵硒(CIGS)和碲化鎘(CdTe)薄膜太陽(yáng)電池,CZTSSe太陽(yáng)電池的性能仍然需要進(jìn)一步提升。限制CZTSSe薄膜太陽(yáng)電池性能的主要因素為開路電壓虧損(Voc-def=Eg/q-Voc),器件開路電壓(Voc)低。據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道CZTSSe太陽(yáng)電池開路電壓虧損基本都在60%以上,而導(dǎo)致高Voc-def的因素較多,如:(1)吸收層晶體內(nèi)部存在大量缺陷和帶尾態(tài),導(dǎo)致光生載流子的大量復(fù)合;(2)界面問(wèn)題(Mo/CZTSSe或CZTSSe/CdS),由于CZTSSe的相穩(wěn)定區(qū)間非常狹窄,界面處極易形成二次相,增加載流子在界面復(fù)合,從而降... 

【文章來(lái)源】:吉林大學(xué)吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】:128 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】:博士

【部分圖文】:

界面工程提高銅鋅錫硫硒太陽(yáng)電池性能的研究


薄膜太陽(yáng)電池原理圖

原理圖,坐標(biāo)軸,太陽(yáng)能電池,最大輸出功率


4圖 1.1 薄膜太陽(yáng)電池原理圖1.2.3 表征太陽(yáng)電池性能的參數(shù)表征太陽(yáng)電池性能主要分為電池性能參數(shù)和電學(xué)參數(shù),下面詳細(xì)介紹它們的物理意義:二極管理想因子(A):事實(shí)上二極管就是薄膜太陽(yáng)電池中的 p-n 結(jié)。理想電池的 A=1,當(dāng)載流子復(fù)合發(fā)生在空間電荷區(qū)時(shí) 1<A<2,如果復(fù)合主要發(fā)生在界面處則 A>2,A 值的大小可以表示電池的主要重組機(jī)制發(fā)生位置,所以實(shí)驗(yàn)中常用 A 值的變化評(píng)估太陽(yáng)電池的光生載流子重組復(fù)合類型。短路電流(Isc):當(dāng)電池兩端處于短路狀態(tài)時(shí),通過(guò)太陽(yáng)電池的電流。實(shí)驗(yàn)中常用短路電流密度(Jsc)作為太陽(yáng)電池的重要性能參數(shù)。Jsc受到光照強(qiáng)度、電池光學(xué)特性、p-n 結(jié)厚度和載流子收集效率等因素影響。開路電壓(Voc):無(wú)負(fù)載連接時(shí)電池輸出端的電壓。如公式 1.2:(1.2)I0為二極管反向飽和電流,Iph為光生電流

等效電路圖,薄膜太陽(yáng)電池,等效電路圖


圖 1.3 薄膜太陽(yáng)電池等效電路圖。池內(nèi)部損耗:如圖 1.3 是薄膜太陽(yáng)電池的完整等效s)和并聯(lián)電阻(Rsh),這些寄生電阻可以直接影響太接觸電阻和各層界面電阻,當(dāng) Rs較大時(shí)可降低 J換效率(圖 1.2)[11]。另一方面 Rsh也是造成電池內(nèi)主要因?yàn)榫w內(nèi)部或表面的雜質(zhì)、晶界、雜相等因個(gè)支路,為了避免旁路分流,要求 Rsh必須盡可能nS4材料與電池介紹 Cu2ZnSnS4(CZTS)材料的晶體結(jié)構(gòu)、材料特基本結(jié)構(gòu)等。

【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]化學(xué)水浴沉積CdS薄膜晶相結(jié)構(gòu)及性質(zhì)[J]. 敖建平,何青,孫國(guó)忠,劉芳芳,黃磊,李薇,李鳳巖,孫云,薛玉明.  半導(dǎo)體學(xué)報(bào). 2005(07)



本文編號(hào):2945845

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