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研究进展

研究进展

武四新教授课题组在ACS Applied Materials & Interfaces上发表基于体相缺陷钝化提升Cu(In,Ga)Se2太阳能电池光电转换效率的研究成果

来源: 河南大学材料学院    日期:2020-04-04   浏览次数:

近期,武四新教授课题组的研究成果《High Efficiency CIGS Solar Cells by Bulk Defect Passivation through Ag Substituting Strategy》在ACS Applied Materials & Interfaces上发表。(ACS Applied Materials & Interfaces, 2020, 12, 12717-12726. IF: 8.456,JCR一区)。

文章链接:https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acsami.9b21354.

Cu(In,Ga)Se2(CIGS)是一种黄铜矿结构的直接带隙半导体,具有带隙可调(1.1-1.7 eV),吸收系数高等优点。CIGS电池最高效率已经达到23.35%,被认为是最有前景的太阳能电池。但是在CIGS吸收层中往往存在InCu或者GaCu等深能级复合中心,造成光生载流子在CIGS体相严重复合,降低其效率。

在本工作中,武四新教授研究团队通过简单的液相法,在CIGS体相中引入Ag+离子对体缺陷进行钝化。结果表明Ag+离子成功进入CIGS晶格,并且将InCu深缺陷的浓度从3.45 × 1014(cm−3)降低到6.72 × 1012(cm−3)。同时Ag的引入也极大的改善了薄膜结晶性,消除了小晶粒层,得到了晶粒贯穿薄膜的高质量晶体。基于以上Ag的优点,成功制备出光电转换效率为15.82%的CIGS光伏器件,这是目前非肼溶液法制备的最高水平。本研究工作提供了一种有效的体缺陷钝化方法,对进一步提升CIGS太阳能电池光电转换效率有重要意义。

图1

CIGS器件(Device A)和Ag掺杂CIGS(Device C)的DLTS信号(a)和DLTS信号对应的阿伦依乌斯拟合图(b),DLTS结果表明主要是InCu和VIn缺陷得到抑制。(c)Ag掺杂CIGS器件15.82%效率的J-V图,(d)CIGS器件的EQE图谱,表明Ag钝化的CIGS吸收层具有良好的光利用特性。


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【下一篇】:武四新教授课题组在ACS APPLIED MATERIAL & INTERFACES 上发表了采用醋酸盐前驱体溶液法改善(Cu,Ag)2ZnSn(S,Se)4吸收层薄膜结晶性并提高光伏器件性能的研究成果

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