高效硫硒化锑薄膜太阳电池中的渐变能隙结构

硫硒化锑(Sb_(2)(S,Se)_(3))薄膜太阳电池因其原材料丰富、制备方法简单、性能稳定等优势近年来得到了快速发展.本文基于Sb_(2)(S,Se)_(3)吸光层能隙可调的特点,应用wx-AMPS软件对具有渐变能隙Sb_(2)(S,Se)_(3)太阳电池进行建模仿真和结构设计,并与50%Se含量的恒定能隙Sb_(2)(S,Se)_(3)太阳电池进行了对比分析.结果显示,递减能隙结构所形成的附加电场能够促进空穴的输运,抑制载流子的复合,相比与恒定能隙Sb_(2)(S,Se)_(3)太阳电池可以得到更高的短路电流密度和填充因子,使光电转换效率由12.03%提升至14.42%.此外,递减能隙结构通过抑制载流子的复合,有效地缓解Sb_(2)(S,Se)_(3)太阳电池因厚度厚或者缺陷态高所引起的性能下降.在厚度为1.5μm,缺陷态密度在1016 cm^(–3)时.采用递减能隙Sb_(2)(S,Se)_(3)太阳电池的效率比恒定能隙Sb_(2)(S,Se)_(3)太阳电池高6.34%.研究结果表明通过吸光层的能隙结构设计能够发挥Sb_(2)(S,Se)_(3)等多元合金或化合物的能隙可调的优势,是提高太阳电池器件性能的有效技术路线之一.