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更高效的薄膜太阳能电池
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更高效的薄膜太阳能电池更高效的薄膜太阳能电池
更高效的薄膜太阳能电池更高效的薄膜太阳能电池
2011年09月20日 By MaterialsViews编辑部 请评论
理解制备工艺对薄膜材料的结构及进一步光电性能的影响,有助于加速薄膜太阳
能电池研究的发展。
可以直接将太阳能转化为电能的光电器件,正日益成为最重要的清洁能源的来源之一。薄膜太阳能电池
的优化以及新的电池材料的研究目前仍然主要依靠试误法。如果能够对材料性能-缺陷数量-电学性能之
间的关系有一个深入的理解,将会对这方面的研究具有非常大的帮助。最近IBM研究中心的David B.
Mitzi等在Adv. Energ. Mater.上发表了一篇文章,介绍了他们对銅銦鎵硒(CIGS)材料的性能与电
流、电压特征,缺陷数量以及光电性能所进行的系统研究。CIGS作为一个很好的吸收层,使用它的太阳
能电池目前获得了最高的能量转化效率。它的另外一个特点是可以低成本、大量的合成,而且避免了目
前太阳能电池中有毒的镉的使用。
通过变化薄膜生长过程中硒的供应量,Mitzi博士和同事们可以在保持其它的处理参数完全相同的条件
下改变材料中缺陷的密度。他们利用显微镜技术、X射线衍射、X射线光电子能谱和中等能量离子轰击对
生长的薄膜进行了表征。发现晶粒结构、晶体取向和薄膜的成分都基本上同硒的供应量没有关联。但是
如果硒的供应量减少,在薄膜的表面会形成一层黄铜矿(chalcopyrite)层,其中含有高密度的缺陷。
该缺陷层即导致光电性能降低的原因。通过对影响光电性能的因素的深入理解,将有助于今后对CIGS制
备技术的优化,提高研究的效率。
Q. Cao, et al. Adv. Energy Mater, 2011 ; DOI: 10.1002/aenm.201100344
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