2 / 2021-09-24 18:44:30

富铜Cu(In,Ga)Se2薄膜前表面钝化及电池性能研究

CIGS；表面后处理；富铜

铜铟镓硒(CIGS)薄膜太阳电池具有吸收系数高、带隙可调以及抗辐射能力强等优点，报道的高效CIGS太阳电池都是在贫铜条件下制备，然而理论研究表明富铜黄铜矿Cu(In, Ga)Se₂吸收层包含更少的缺陷，具有比贫铜吸收层实现更佳器件性能的潜力，但富铜吸收层中不可避免存在Cu_2-xSe杂质，制约器件性能的进一步提升。本文采用共蒸发Cs、In、Se三种元素到铜铟镓硒（CIGS）吸收层表面作为钝化层的方法，在CIGS吸收层表面形成化合物CsInSe₂（CsInSe₂-PDT），有效抑制吸收层内部Cu析出表面的同时有助于推动吸收层表面价带向下移动，从而减弱表面空穴的累积，大幅度减小与缓冲层接触时的界面复合；此外重金属元素Cs的后处理也可以对吸收层表面进行钝化，对界面复合起到积极作用。最终我们采用CsInSe₂-PDT的处理方法，成功将富Cu的CIGS器件的开路电压 (V_OC) 大约提升90 mV, 器件的效率也从12.7 % 提升到16.04 %，该结果对于未来CIGS太阳电池性能的提升具有重要的意义。