研究目的
通过控制钠掺杂和减少GaOx的形成,改善双面CIGS光伏器件中ITO/CIGS背接触的孔传输性能。
研究成果
钠掺杂,尤其是在GaOx形成过程中引入,通过产生促进空穴传输的缺陷态显著改善了ITO/CIGS界面的电学性能。降低ITO厚度可减少GaOx的形成,而后续钠处理能将肖特基结转变为欧姆接触。这些发现对开发高效双面CIGS太阳能电池至关重要。
研究不足
该研究仅限于ITO背接触和450°C下的特定CIGS沉积条件。镓氧化物(GaOx)厚度对ITO厚度依赖性的确切机制尚未完全阐明。器件的可扩展性和长期稳定性未予讨论。所用特定材料和工艺可能不具备普适性。
1:实验设计与方法选择:
研究采用450°C的低温沉积CIGS以抑制GaOx形成。通过NaF后沉积处理(PDT)和钠钙玻璃扩散控制钠掺杂。制备并表征了多种ITO背接触结构。
2:样品选择与数据来源:
样品包含不同ITO厚度(200nm和600nm)、有无Mo或SiOx层、以及有无NaF PDT的CIGS太阳能电池。数据采集自光伏性能测量、TEM、SIMS、XPS、UPS、PL等分析。
3:实验设备与材料清单:
RF磁控溅射沉积ITO薄膜,共蒸发法沉积CIGS薄膜,NaF用于PDT,CBD法沉积CdS缓冲层,RF溅射制备i-ZnO和AZO,电子束蒸发制备Ni-Al栅线。表征设备包括TEM(Talos F200X)、SIMS(Cameca IMS-4FE7)、XPS/UPS(PHI 5000 VersaProbe)、配备DPSS激光器和单色仪的PL系统、Keithley源表j-V测量装置及变温测量用低温恒温器。
4:7)、XPS/UPS(PHI 5000 VersaProbe)、配备DPSS激光器和单色仪的PL系统、Keithley源表j-V测量装置及变温测量用低温恒温器。 实验流程与操作步骤:
4. 实验流程与操作步骤:在SLG或SLG/SiOx衬底上制备ITO薄膜。采用改良三阶段共蒸发工艺在450°C沉积CIGS。沉积后进行NaF PDT处理。器件依次制备CdS、i-ZnO、AZO和Ni-Al栅线。在AM 1.5光照下测量性能。通过TEM和EDS分析界面结构,利用SIMS、XPS、UPS和PL探测元素与电子特性。
5:5光照下测量性能。通过TEM和EDS分析界面结构,利用SIMS、XPS、UPS和PL探测元素与电子特性。 数据分析方法:
5. 数据分析方法:通过j-V曲线获取光伏参数,DLCP分析载流子浓度分布,TEM和EDS提供结构与成分数据,XPS和UPS给出电子结构信息,PL光谱分析缺陷态。
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