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具有不同镓含量的Cu(In,Ga)Se2单晶颗粒粉末用于太阳能电池

DOI：10.1016/j.solener.2018.10.078 期刊：Solar Energy 出版年份：2018 更新时间：2025-11-21 10:59:37
摘要： 基于CuIn1-xGaxSe2（CIGSe）单晶粉末的"单晶层（MGL）"太阳能电池技术，是未来实现柔性光伏组件低成本生产的重要技术路径。本研究在720°C真空石英安瓿中，以碘化钾为助熔剂通过液相法制备了二元化合物原料的CIGSe单晶粉末（0≤x≤1）。X射线衍射分析显示：随着镓含量增加，CIGSe单晶粉末的晶格参数呈线性减小，其晶体结构特征明确。光致发光（PL）光谱表明：边缘发射带随镓浓度升高向高能端移动并占主导地位；当x>0.21时出现额外深能级PL带（<1.0eV），且其相对强度随镓含量增加而增强。当[Ga]/([In]+[Ga])比例从0增至1.0时，CIGSe单晶粉末材料的有效带隙能量范围为1.0-1.68eV。采用镓含量x=0.21的CIGSe单晶粉末制备的MGL太阳能电池，实现了12.8%（有效面积）的光电转换效率。
作者： K. Timmo，M. Kauk-Kuusik，M. Pilvet，M. Altosaar，M. Grossberg，M. Danilson，R. Kaupmees，V. Mikli，J. Raudoja，T. Varema
机构： Tallinn University of Technology
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

研究CuIn1-xGaxSe2单晶粉末中最佳Ga含量以提升太阳能电池效率。

研究成果

当镓含量x = 0.21时，CuIn1-xGaxSe2多晶粒太阳能电池实现了12.8%的最高转换效率。进一步提高镓含量并未带来太阳能电池参数的改善。该研究强调了在太阳能电池应用中优化CIGSe单晶粒粉末中镓含量的重要性。

研究不足

该研究受限于前驱体及所形成CIGSe在碘化钾中的溶解度，以及助熔剂材料对晶体形貌和尺寸的影响。高镓含量太阳能电池的性能并未如预期般提升。

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