研究目的
研究吸收层厚度为0.4至1.2微米的薄膜碲化镉(CdTe)太阳能电池的性能与损耗机制。
研究成果
分析表明,较薄的碲化镉器件存在与吸收层厚度相关的损耗,其中不完全吸收是极薄器件中的主要损耗机制。采用1.2微米碲化镉时实现了15%的最高效率,显示出良好的二极管质量及最小的厚度相关损耗。研究表明,1.0微米碲化镉在最小化厚度相关损耗与保持高性能之间取得了良好平衡,可作为未来电子反射器结构的基准参数。
研究不足
该研究仅关注单一CdTe吸收层,未探讨硒化镉碲化镉双层吸收层(CdSeTe/CdTe)的潜在优势。此外,不同CdCl?退火时间对器件性能的影响极小,表明该领域优化空间有限。
1:实验设计与方法选择:
采用近空间升华法在透明MgZnO窗口层上制备不同吸收层厚度的CdTe太阳能电池。
2:样品选择与数据来源:
器件制备于TEC10商用钠钙玻璃(涂覆SnO2:F透明导电氧化物)。
3:实验设备与材料清单:
用于MZO发射极层沉积的射频磁控溅射系统、用于CdTe吸收层及CdCl2钝化处理的近空间升华系统、Solar Light Co. XPS 400氙灯AM 1.5太阳光模拟器(J-V测试)、Perkin Elmer Lambda 2分光光度计(光学测量)。
4:5太阳光模拟器(J-V测试)、Perkin Elmer Lambda 2分光光度计(光学测量)。 实验流程与操作步骤:
4. 实验流程与操作步骤:CdTe吸收层沉积与CdCl2钝化处理、铜掺杂、完成Te缓冲层及镍背接触层制备、标准测试条件下表征。
5:数据分析方法:
电流密度-电压(J-V)测试、外量子效率、电容-电压(C-V)测试、光致发光(PL)及单光子时间分辨光致发光(TRPL)。
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Perkin Elmer Lambda 2 spectrophotometer
Lambda 2
Perkin Elmer
Used for reflection and transmission measurements.
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Solar Light Co. XPS 400 xenon-lamp AM 1.5 solar simulator
XPS 400
Solar Light Co.
Used for current-density versus voltage (J–V) measurements under standard test conditions.
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RF magnetron sputtering system
Used for deposition of the MgZnO emitter layer.
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Close-space sublimation system
Used for deposition of the CdTe absorber and CdCl2 passivation treatment.
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