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oe1(光电查) - 科学论文

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出版时间
  • 2020
  • 2019
  • 2018
研究主题
  • Cu(In
  • Ga)Se2
  • 太阳能电池
  • 肖特基势垒
  • 氧化铟锡
  • 光伏
  • 钠掺杂
  • 硒化镓(Ga)Se2
  • 欧姆接触
  • 氧化镓(GaOx)
应用领域
  • 光电信息材料与器件
  • 材料科学与工程
机构单位
  • Uppsala University
  • Korea Institute of Science and Technology
  • Ritsumeikan University
  • Karlsruhe Institute of Technology (KIT)
  • Université de Nantes
  • Martin Luther University Halle-Wittenberg
  • Empa-Swiss Federal Laboratories for Materials Science and Technology
  • Tokyo Institute of Technology
  • Tokyo University of Science
  • Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg (ZSW)
11 条数据
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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

    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。

    关键词： Cu(In,Ga)Se2，太阳能电池，结晶粉末，晶体生长

    更新于2025-11-21 10:59:37

  • KF后沉积处理对Cu(In,Ga)Se2表面及Cu(In,Ga)Se2/CdS界面硫化的影响

    摘要： Cu(In,Ga)Se2（CIGSe）吸收层的部分硫化有助于提升黄铜矿基太阳能电池的光伏性能。作为替代方案，近期采用硒气氛下的氟化钾后沉积处理（KF-PDT）来提高CIGSe薄膜基太阳能电池的效率。本工作研究了CdS缓冲层化学浴沉积过程中KF处理CIGSe的潜在硫化现象。通过无损且深度敏感的X射线发射光谱，我们探究了硒或硫气氛下KF-PDT处理的CIGSe与CdS之间的埋藏界面。当KF处理在硒气氛下进行时，未检测到吸收层/CdS界面存在CIGSe硫化现象；而当KF处理在硫气氛下进行时，则在CIGSe/CdS界面检测到CIGSe的部分硫化。通过X射线光电子能谱证实，CIGSe硫化发生在硫气氛下的KF-PDT处理过程中。我们还证明：当黄铜矿暴露于硫气氛时，碱金属会显著促进CIGSe表面硫化。

    关键词： Cu(In,Ga)Se2、XES、KF-PDT、XPS、界面、硫化处理

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • 铟锡氧化物（ITO）/铜铟镓硒（CIGS）界面结构与电学性能的调控及其在透明背接触中的应用

    摘要： 对于双面Cu(In,Ga)Se2(CIGS)光伏器件而言，开发透明导电氧化物(TCO)背接触层对CIGS吸收层至关重要。然而TCO/CIGS界面处GaOx的形成阻碍了光生载流子的提取。本研究通过调控钠掺杂方案证明：无论是否形成GaOx，铟锡氧化物(ITO)/CIGS背接触层的空穴传输性能均可显著提升。在GaOx形成阶段，来自玻璃基底的钠掺入会在界面产生缺陷态，从而实现CIGS的高效空穴提??；而GaOx形成后的后处理钠掺杂则无此效果。此外我们发现，通过减薄底层ITO薄膜厚度可制备近乎无GaOx的界面，这表明ITO/CIGS结本质上是肖特基结。在无GaOx条件下，后处理钠掺杂能通过界面导电通道的生成消除肖特基势垒并形成欧姆接触——该结论得到了光致发光分析的有力佐证。

    关键词： 肖特基势垒，氧化铟锡，光伏，钠掺杂，硒化镓(Ga)Se2，欧姆接触，氧化镓(GaOx)，透明导电氧化物，铜铟(Cu(In)

    更新于2025-09-23 15:22:29

  • [2019年IEEE第46届光伏专家会议(PVSC) - 美国伊利诺伊州芝加哥(2019.6.16-2019.6.21)] 2019年IEEE第46届光伏专家会议(PVSC) - 用于太阳能电池的(Ag,Cu)(In,Ga)Se?薄膜沉积后处理

    摘要： 测试了ACIGS沉积后处理采用的不同碱替代方案，包括常规氟化盐和金属形态。对经钾或氟化钾（KF）以及铷或氟化铷（RbF）处理的表面进行了XPS分析（仅钾和铷在氨蚀刻前后均检测）。除观察到表面附近铜和银被强烈抑制外，我们还发现蚀刻后表面区域镓的再分布差异与处理元素有关。结果表明：无论是金属碱还是碱金属氟化物，都会形成K-In-Se和Rb-In-Se化合物。我们发现采用金属碱的最佳电池与采用氟化盐的最佳电池对电池性能具有相似的有益效果。

    关键词： KF、Rb、RbF、ACIGS、K、碱金属沉积后处理、(Ag,Cu)(In,Ga)Se2

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 硫脲处理改善Cu(In,Ga)Se?太阳能电池性能

    摘要： 我们研究了硫脲处理对Cu(In,Ga)Se2（CIGS）太阳能电池吸收层的影响。该处理成功提升了电池的开路电压、填充因子和转换效率。理想因子降低与反向饱和电流密度减小表明载流子复合受到抑制，从而改善了电池性能。截面电子束感应电流测量显示强度增加，证实硫脲处理优化了薄膜质量。此外，处理后观测到的载流子密度提升暗示施主型缺陷得到钝化。这些结果表明硫脲处理有望改善吸收层品质并提升CIGS太阳能电池性能。

    关键词： 硫脲处理，太阳能电池，Cu(In,Ga)Se2，载流子复合，薄膜质量

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 下一代铜铟镓硒（Cu(In,Ga)Se?）太阳能电池效率提升的挑战与机遇：范式转变的前景

    摘要： 近年来，铜铟镓硒（Cu(In,Ga)Se2）光伏技术取得显著进展。尽管吸收层为多晶结构，其光电转换效率仍突破23%。虽然当前效率距理论极限尚有差距，但材料品质已接近能制备最高效太阳能电池的III-V族化合物。高载流子寿命、低开路电压损耗以及个位数百分比范围的外量子效率表明，采用新型器件结构可能带来下一轮效率提升。本文通过综述视角，阐述了提升铜铟镓硒太阳能电池转换效率的现存挑战与技术路径，重点提出非渐变吸收层设计、电荷选择性接触集成及光子循环效应最大化三大策略?；诎刖槠骷Ｐ头治鱿允荆庑┓桨缚墒笰M1.5全球标准光谱下的电池效率达到29%，并论证了当前最先进的铜铟镓硒电池是否已受益于光子循环效应。

    关键词： Cu(In,Ga)Se2、电荷选择性接触、光子循环、功率转换效率、太阳能电池

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 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

    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。

    关键词： Cu(In,Ga)Se2、不锈钢衬底、TRPL载流子寿命、乌尔巴赫能量、开路电压亏损

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 电沉积堆叠金属层制备的Cu(In,Al)Se?光伏薄膜太阳能电池

    摘要： 展示了一种改进的Cu(In,Al)Se2合成技术，通过依次电沉积Cu/Al/In叠层后进行硒蒸气退火实现。与传统电沉积工艺制备的薄膜相比，该方法具有组分可调、多晶结构优良、纯黄铜矿相、表面形貌均匀致密等优势。通过灵活调节沉积时间参数控制薄膜厚度及各金属沉积浓度，系统研究了铝含量对薄膜晶体结构、表面形貌、光电化学性能及光学电子特性的影响。结果表明：随着铝含量增加，晶体尺寸逐渐减小而Cu(In,Al)Se2薄膜的禁带宽度持续增大。阻抗电位测试证实所制薄膜均为p型半导体，且载流子浓度随Cu/(Al+In)和Al/(In+Al)比值升高而增加。光电化学研究表明：较低铝含量因更窄的禁带宽度促进低能光子吸收，加之较低的载流子密度与较大晶粒尺寸共同有利于光生载流子传输并降低电荷复合，从而获得更高光电流?；谧钣臗u(In,Al)Se2薄膜的太阳能电池经理论建模与模拟，获得17.08%的高光电转换效率，展现出光伏器件的应用潜力。

    关键词： 电沉积、光伏、Cu(In,Al)Se2、黄铜矿、薄膜太阳能电池

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 无氟化铯与含氟化铯处理的铜铟镓硒太阳能电池的质子辐照及光照退火效应

    摘要： 多项研究已针对未经碱金属处理的铜铟镓硒（CIGS）太阳能电池进行质子辐照实验，但关于碱金属处理后CIGS太阳能电池的类似效应几乎未见报道?；诖?，本研究探究了无氟化铯（CsF-free）与经CsF处理的CIGS太阳能电池在光照条件下的质子辐照及退火效应。两类电池在质子辐照后均出现性能退化，外量子效率测试显示长波段响应明显下降。实验数据通过模拟拟合表明：高注量质子辐照导致的性能退化更为显著。电容-电压测试揭示质子辐照后耗尽区展宽，这是净载流子浓度降低所致。研究表明低注量质子辐照产生浅能级缺陷，而高注量质子则形成深能级缺陷。值得注意的是，室温存放可使辐照电池部分性能恢复。光照条件下的热退火处理能有效促进低注量辐照电池性能的大幅恢复，而高注量辐照电池仅呈现微弱恢复。

    关键词： 铜铟镓硒（Cu(In,Ga)Se2）太阳能电池、氟化铯、热光浸泡处理、质子辐照、退火处理

    更新于2025-09-11 14:15:04

  • 通过优化CIGS晶粒质量实现单梯度带隙超薄铜铟镓硒太阳能电池的高效转换

    摘要： 降低铜铟镓硒（Cu(InxGa1?x)Se2，简称CIGS）薄膜厚度是减少材料用量并提高制造产能的有效途径。然而，在超薄CIGS太阳能电池中实现高效率仍具挑战性。本研究通过三步共蒸发法制备了厚度为1.3微米的CIGS太阳能电池，并采用电容-电压、电容-频率、二次离子质谱、X射线荧光、透射电子显微镜及电子束感生电流等技术对其进行了表征。通过优化超薄CIGS太阳能电池的晶粒尺寸、界面质量及镓梯度分布，在未采用任何光捕获和减反射涂层技术的情况下，最高转换效率达到11.72%。与典型2.3微米厚度的CIGS太阳能电池相比，该超薄电池因形成背电场而展现出更高的开路电压。研究发现晶界有利于载流子的分离与传输。该超薄CIGS太阳能电池具有良好的抗离子轰击能力，表明其在空间器件中具有应用潜力。本研究为制备高效超薄CIGS太阳能电池提供了可行策略。

    关键词： 高界面质量，铜铟镓硒（Cu(InxGa1?x)Se2）太阳能电池，重离子轰击，超薄

    更新于2025-09-11 14:15:04