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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
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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。基于此，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
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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