Ga梯度分布对Cu(In，Ga)Se2薄膜及太阳电池的影响

传统制备Cu(In,Ga)Se2(CIGS)手段之一是共蒸发三步法,工艺中通过Cu,In,Ga,Se 4种元素相互扩散、作用形成抛物线形的Ga梯度分布.本文通过调整Ga源温度制备了Ga梯度分布不同的CIGS薄膜及电池.利用多种测试方法,研究了Ga梯度分布不同对CIGS薄膜表面及背面结构性质及电性质的影响,计算分析了表面导带失调值及背面电场对电池性能的影响,从而获得了合适的Ga梯度分布,提高了电池光谱相应,获得了较好的电池性能参数.

基于机器学习和器件模拟对Cu(In,Ga)Se_(2)电池中Ga含量梯度的优化分析

Cu(In,Ga)Se_(2)(CIGS)太阳能电池是一种高效薄膜太阳能电池,Ga含量(Ga/(Ga+In),GGI)梯度调控是在不损失短路电流情况下,获得高开路电压的一种有效方法.本文基于对薄膜电池效率极限的对比分析,首先评估了CIGS电池性能提升的优化空间和策略.进而,通过机器学习与电池模拟分析相结合,研究了不同类别的“V”型GGI梯度对电池性能的影响,优化了“V”型双梯度的分布,获得了高于26%的模拟效率,并探究了其内部载流子作用机理.本文的研究提供了获得高效率CIGS电池“V”型GGI梯度的优化方案,为实验优化提供了指导.

Cu(In,Ga)Se2薄膜表面镓(Ga)含量分布对太阳电池性能的影响

本文利用三步法共蒸发制备Cu(In,Ga)Se2多晶薄膜吸收层,通过改变第三步Ga的蒸发温度控制薄膜表面Ga的含量及其分布。随着吸收层表面Ga含量的增大,空间电荷区带隙变宽,电池的开路电压Voc明显增大。同时,Ga的梯度分布有效地扩宽了吸收层的光谱响应范围,减小了由于禁带宽度增大所引起的短路电流Jsc的损失,从而有效地提高了电池的转换效率。

Ga源温度对共蒸发三步法制备Cu(In,Ga)Se_2太阳电池的影响

利用共蒸发三步法制备了Cu（In,Ga）Se2（CIGS）薄膜,并通过调整制备工艺中的一、三步的金属镓（Ga）的温度,改变Ga含量的梯度分布,研究不同梯度分布对CIGS薄膜及电池性能的影响。从而优化了电池带隙梯度分布,使电池的开路电压Voc在提高的同时,最大程度的减小了Jsc的损失。优化后薄膜表面的结晶情况得到改善,电池的结界面和二极管特性也得到相应的提高。量子效率测试发现,优化后的CIGS太阳电池在较长波段中（520~1100nm）的光子吸收损失大大减小。