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Abstract
Institute of Photoelectronic Thin Film Devices and Technology of Nankai University, Key Laboratory of Photoelectronic Thin Film Devices and Technology of Tianjin, Engineering Research Center of Thin Film Photoelectronic Technology, Ministry of Education, Tianjin 300350, China
Chalcopyrite (CIGS) thin films deposited in a low-temperature process (450°C) usually produce fine grains and poor crystallinity. Herein, different Ag treatment processes, which can decrease the melting temperature and enlarge band gap of the CIGS films, were employed to enhance the quality of thin films in a low-temperature deposition process. It is demonstrated that both the Ag precursor and Ag surface treatment process can heighten the crystallinity of CIGS films and the device efficiency. The former is more obvious than the latter. Furthermore, the Urbach energy is also reduced with Ag doping. This work aims to provide a feasible Ag-doping process for the high-quality CIGS films in a low-temperature process.
CuSe2 thin film low-temperature deposition process Ag doping crystallinity Urbach energy Chinese Optics Letters
2021, 19(11): 114001
1 北京低碳清洁能源研究院, 北京 102211
2 神华(北京)光伏科技研发有限公司, 北京 102211
3 清华大学 材料科学与工程学院, 北京 100084
根据测试数据, 分析模拟了铜铟镓硒(CIGS)薄膜光伏组件中电池的活性区域、非活性区域与封装材料之间界面的光学特性对组件的短路电流产生的影响。根据组件结构建立了光学模型, 从光学模拟结果分析组件内的反射与吸收。发现电池前电极透明导电氧化物薄膜(TCO)与封装材料界面的反射不可忽视, 提出通过在透明导电氧化物薄膜与封装材料之间添加减反射层, 并以MgO作为膜层材料以降低活性区域的界面反射; 模拟了在非活性区域一次反射光角度与二次反射的关系, 由此分析了非活性区域反射面倾角、镜面反射与漫反射比例对光利用的影响。模拟结果显示, 活性区域的减反层结构可降低透明导电氧化物薄膜表面的反射率1%以上, 而通过在非活性面积区域制备光反射结构, 理论上能够利用非活性区域光照超过50%。
铜铟镓硒薄膜光伏组件 模拟 界面反射 光管理 Cu(In,Ga)Se2 thin film solar module simulation interface reflection light management
1 天津城建大学理学院 应用物理系,天津 300084
2 南开大学电子信息与光学工程学院 光电子薄膜与器件研究所,天津 300071
考察了通过自主研发的高温热裂解辅助硒化装置所产生的高活性硒对CIGS薄膜结构和器件性能的影响。通过调节高温裂解系统的温度可以有效调节不同的硒活性。研究发现,第一台阶HC-Se气氛可以提高CIGS薄膜表面的Ga含量,使得CIGS薄膜内的Ga分布更加平缓,进而提高CIGS薄膜表面禁带宽度。而且HC-Se气氛可以消除CIGS“两相分离”现象。两种因素的共同作用使得CIGS薄膜太阳电池的开路电压提高了34.6%。电池转换效率从6.02%提升至8.76%,增长了45.5%。
热裂解活化硒 开路电压 CIGS CIGS thermal-cracking selenium open-circuit voltage
1 南开大学电子信息与光学工程学院 光电子薄膜与器件研究所, 天津 300071
2 天津城建大学理学院 应用物理系, 天津 300084
研究了金属预制层制备过程中溅射气压对Cu(In1-xGax)Se2(CIGS)薄膜及电池器件性能的影响。通过调节溅射气压改变预制层的结晶状态及疏松度与粗糙度, 在合适的预制层结构下, 活性硒化热处理过程中, 可使Ga有效地掺入到薄膜中形成优质的CIGS固溶体。高溅射气压会使预制层过于致密, 呈现非晶态趋势。经活性硒化热处理后, CIGS薄膜容易产生CIS与CGS“两相分离”现象, 从而导致CIGS薄膜太阳电池的开路电压和填充因子降低, 电池转换效率由10.03%降低到5.02%。
溅射气压 粗糙度 CIGS固溶体 sputtering pressure roughness CIGS solid solution
