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Photo-Carrier-Guiding Behavior of Vertically Grown MoS2 and MoSe2 in Highly Efficient Low-Light Transparent Photovoltaic Devices on Large-Area Rough Substrates

DOI:10.1021/acsami.9b18380 期刊:ACS Applied Materials & Interfaces 出版年份:2019 更新时间:2025-09-12 10:27:22
摘要: Two-dimensional MoX2 (X = S, Se) films were vertically grown on highly rough transparent conducting F-doped SnO2 glass substrates for the first time and successfully used as photogenerated carrier-guiding layers (CGLs) in transparent hydrogenated amorphous silicon (a-Si:H) thin film solar cells (TFSCs). The MoSe2 CGL layers could be grown at 530 °C using thermally cracked small Se-molecules on transparent FTO glass substrates and significantly improved cell performance. A transparent cell transmitting 26.0% of visible light with a 20-nm-thick vertically grown MoSe2 CGL showed an outstanding power conversion efficiency of 27.1% at a light intensity of 0.16 mW cm?2 (500 lux; corresponding to normal indoor irradiation). The shunt resistance (Rsh) of the TFSCs reached 32,000 Ω at a light intensity of 7 mW cm?2. An Rsh value this large is essential for low-light photovoltaic (PV) devices to prevent the dissipation of photogenerated carriers. These results strongly demonstrate that transparent a-Si:H-TFSCs with vertically grown MoX2 films should find wide use in building-integrated PV windows or indoor PV applications, as they can generate power even in very low-light environments.
作者: Kwang Hoon Jung,Sun Jin Yun,Jung Wook Lim,Gayoung Kim,So Hyun Kim
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Investigating the photo-carrier-guiding behavior of vertically grown MoS2 and MoSe2 in highly efficient low-light transparent photovoltaic devices on large-area rough substrates.

The study successfully demonstrated the use of vertically grown MoX2 films as CGLs in a-Si:H-TFSCs on rough substrates, significantly improving cell performance under low-light conditions. The transparent cells showed outstanding PCE and high Rsh values, making them suitable for building-integrated PV windows or indoor PV applications.

The study is limited by the technical constraints of growing high-quality MoX2 films on rough substrates and the potential for optimization in the growth process to further improve cell performance.

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