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通过电压依赖性导纳谱对Cu(In,Ga)Se2太阳能电池进行器件模拟

DOI：10.1016/j.tsf.2018.11.022 期刊：Thin Solid Films 出版年份：2019 更新时间：2025-11-14 17:28:48
摘要： 太阳能电池器件的模拟对于理解实际太阳能电池中的缺陷物理和损耗机制至关重要。另一方面，电压依赖的导纳谱为建立Cu(In,Ga)Se?（CIGS）太阳能电池的基准模拟模型提供了关键信息。本文解释了N1信号微弱温度依赖性的成因——该现象既不符合体相缺陷特征，也无法用钼背接触层的简单空穴势垒解释。此外，我们发现在经空气光照处理的CIGS吸收体/缓冲层界面处存在Ed,IF–EV≈0.3 eV的深能级复合活性受主态，这为解释空气光照处理吸收体制备的太阳能电池效率下降提供了依据。通过分析该界面缺陷的电压依赖电容阶跃，我们推导出此前未知的异质结平衡态费米能级位置（接近禁带中央）。暗态J-V曲线模拟帮助我们优化了该吸收体/缓冲层界面缺陷参数，最终确定缺陷密度Nd,IF≈3.5×1011 cm?2，电子捕获截面σn≈4×10?1? cm2，空穴捕获截面σp≈3×10?11 cm2。
作者： Torsten H?lscher，Thomas Walter，Thomas Schneider，Matthias Maiberg，Roland Scheer
机构： Martin-Luther-University Halle-Wittenberg，University of Applied Sciences Ulm
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

通过电压依赖的导纳谱和器件模拟研究Cu(In,Ga)Se2(CIGSe)太阳能电池中的缺陷物理与损耗机制。

研究成果

该研究通过电压依赖的导纳谱和器件模拟，全面揭示了铜铟镓硒（CIGSe）太阳能电池中的缺陷物理机制。研究发现吸收层/缓冲层界面存在一个深能级复合活性受主态，并阐明了空气光照导致功率转换效率下降的原因。该模拟模型有助于优化界面缺陷参数，并解析导纳测量中的N1特征峰。

研究不足

该研究将温度范围限定在110 K至300 K之间，偏置电压范围限定在-0.5 V至+0.375 V之间。通过排除某些参数的温度依赖性，保持了模拟模型的低复杂度。

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