纳米颗粒墨水法制备的CIGSSe太阳能电池Cu含量调控与仿真模拟

利用实验加仿真模拟的方法探究了纳米颗粒墨水中Cu含量(Cu/In+Ga,CGI)对铜铟镓硫硒(CIGSSe)太阳能电池性能的影响。首先,通过不同CGI墨水制备了CIGSSe太阳能电池器件,并对其吸收层进行了SEM,霍尔效应,以及拉曼光谱表征。表征结果表明:随着铜含量上升,吸收层晶体生长状况逐渐改善,且载流子浓度也逐步增大,但吸收层表面却存在越发明显的Cu2-xSe杂相。实验得出当吸收层的CGI为1.03时,器件的能量转换效率(PCE)最高,达10.09%。随后建立了对应的器件仿真模型,获得了具有不同CGI的CIGSSe器件的能量转换效率、器件能带与复合率分布情况,模拟结果表明:随着铜含量提高,载流子浓度上升,器件的开路电压有所提升,但当载流子浓度超过1018 cm-3时,吸收层表面出现了陡峭的能带弯曲现象,这增大了隧穿界面复合的发生,从而影响了器件的能量转换效率。因此,由实验与仿真模拟表明:制备CIGSSe薄膜太阳能电池时,有必要对Cu含量进行调控,从而达到促进晶体生长,减少界面复合,提升器件能量转换效率的目的。

硫化物纳米墨水涂覆法制备铜锌锡硫太阳电池

利用共沉淀法制备CuS和SnS纳米颗粒,并将其与锌离子混合配置成固液混合纳米墨水,再通过涂覆后硫化法在钼玻璃基底上制备了铜锌锡硫(CZTS)薄膜.研究了硫化退火温度对CZTS薄膜成分、形貌和结构等性能的影响,获得了较优的退火温度为580℃;基于该工艺制作了光电转换效率为0.58%的CZTS薄膜太阳电池器件.

退火时间及后退火对Cu_(2)(Cd x Zn_(1-x))SnS_(4)CdS薄膜太阳电池性能影响的研究

Cu_(2)ZnSnS_(4)薄膜因其元素地壳含量丰富、无毒且具有优异的光电性能,受到研究者的广泛关注。本文基于纳米墨水法用Cd部分取代Zn制成了Cu_(2)(Cd x Zn_(1-x))SnS_(4)(CCZTS)薄膜,研究退火时间和后退火温度对薄膜及其太阳电池性能的影响。研究结果表明,所制备的薄膜为CCZTS相,无其他杂相,薄膜表面平整且致密,结晶性较好。随着退火时间增加,薄膜的晶粒尺寸有所增大,薄膜太阳电池的pn结质量得到提升,其性能也随之提高。通过对薄膜太阳电池进行后退火处理,分析了吸收层的元素扩散对电池性能的影响,在Cd元素形成梯度分布时,电池性能有所提高。随着后退火温度的增加,其电池性能和pn结质量呈现先提高后下降的趋势。经后退火300℃处理后,电池转换效率最佳,为3.13%。