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。