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柔性Cu(In,Ga)Se?太阳能电池中Urbach能量与开路电压亏损关系的研究及其光伏性能提升

DOI：10.1021/acsaem.9b01271 期刊：ACS Applied Energy Materials 出版年份：2019 更新时间：2025-09-23 15:19:57
摘要： 开发了不锈钢（SUS）衬底上的柔性铜铟镓硒（CIGSe）太阳能电池。本研究重点探究了乌尔巴赫能量（EU）与开路电压亏损（VOC,def）之间的关联。通过调整[Ga]/([Ga]+[In])比例（GGI）、衬底温度（TSUB）及CIGSe吸收层的铁浓度，在钠钙玻璃和SUS衬底上制备了具有不同VOC,def值的多个CIGSe太阳能电池?；诔げū咴档耐饬孔有什舛‥U值，发现其受GGI、TSUB和铁浓度影响。EU与载流子寿命高度吻合，可作为CIGSe质量的表征指标。此外，明显观察到EU与VOC,def的关联性——EU每降低1 meV，VOC,def减少8.6 mV。通过优化GGI和TSUB并最小化铁浓度，EU显著降低，表明CIGSe质量提升。最终实现了SUS衬底柔性CIGSe太阳能电池17.9%的高转换效率。
作者： Jakapan Chantana，Takahito Nishimura，Yu Kawano，Seiki Teraji，Taichi Watanabe，Takashi Minemoto
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

研究不锈钢（SUS）衬底柔性铜铟镓硒（CIGSe）太阳能电池中乌尔巴赫能量（EU）与开路电压亏损（VOC,def）的相关性，以提高光伏性能。

研究成果

研究表明，EU是CIGSe质量的可靠指标，且与VOC,def具有良好的相关性。通过优化GGI和TSUB并最小化铁浓度，可降低EU和VOC,def，从而提升光伏性能。在不锈钢衬底上制备的柔性CIGSe太阳能电池实现了17.9%的高转换效率。

研究不足

该研究的局限性在于难以精确控制GGI、TSUB和铁浓度等技术因素。潜在的优化方向包括进一步降低铁浓度，并优化GGI和TSUB以实现更低的EU和VOC排放。

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