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通过电压依赖性导纳谱对Cu(In,Ga)Se2太阳能电池进行器件模拟
摘要： 太阳能电池器件的模拟对于理解实际太阳能电池中的缺陷物理和损耗机制至关重要。另一方面，电压依赖的导纳谱为建立Cu(In,Ga)Se?（CIGS）太阳能电池的基准模拟模型提供了关键信息。本文解释了N1信号微弱温度依赖性的成因——该现象既不符合体相缺陷特征，也无法用钼背接触层的简单空穴势垒解释。此外，我们发现在经空气光照处理的CIGS吸收体/缓冲层界面处存在Ed,IF–EV≈0.3 eV的深能级复合活性受主态，这为解释空气光照处理吸收体制备的太阳能电池效率下降提供了依据。通过分析该界面缺陷的电压依赖电容阶跃，我们推导出此前未知的异质结平衡态费米能级位置（接近禁带中央）。暗态J-V曲线模拟帮助我们优化了该吸收体/缓冲层界面缺陷参数，最终确定缺陷密度Nd,IF≈3.5×1011 cm?2，电子捕获截面σn≈4×10?1? cm2，空穴捕获截面σp≈3×10?11 cm2。
关键词： 器件模拟，铜铟镓硒，导纳谱，缺陷物理，太阳能电池
更新于2025-11-14 17:28:48
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我们能否通过薄膜太阳能电池的电容测量发现缺陷？
摘要： 热导纳光谱和电容-电压测量是研究光伏吸收层中复合活性深缺陷能级及确定浅掺杂浓度的成熟技术。应用于薄膜太阳能电池或多层器件结构时，这些基于电容的测量方法解释起来最多只能说是模棱两可。我们展示了如何评估薄膜器件的电学测量数据，并制定了一系列标准来判断深缺陷是否能始终如一地解释给定的电容测量结果。研究表明，通过在导纳光谱中引入偏置电压、时间和光照等额外实验参数来拓展参数空间，有助于区分深缺陷与器件结构中传输势垒或附加层产生的电容贡献。以Cu(In,Ga)Se?薄膜太阳能电池为例，我们证实了慢陷阱态确实存在，但在典型导纳谱中无法分辨。我们将常见的N1特征归因于电容性势垒层的存在，并表明浅净掺杂浓度在吸收层深度方向上并非均匀分布。
关键词： 导纳谱、深能级缺陷、掺杂分布、薄膜、电容
更新于2025-09-19 17:13:59
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缓冲材料和制备气氛对CdTe太阳能电池电性能的影响
摘要： 界面能垒、缺陷能级和缺陷密度等电学特性决定了薄膜太阳能电池的性能。本研究通过基于导纳谱的技术手段证明，这些特性可在碲化镉（CdTe）薄膜太阳能电池中实现量化测定。结果表明，CdTe薄膜太阳能电池的电学特性同时受缓冲层材料和制备气氛影响。研究发现：无论采用何种制备气氛，CdS/CdTe前结仅存在可忽略的前接触势垒，而ZnMgO（ZMO）/CdTe结则呈现明显前势垒；CdS/CdTe与ZMO/CdTe电池均存在背接触势垒。CdS/CdTe电池的缺陷能级比ZMO/CdTe电池更浅。制备气氛会改变电学特性——无氧环境能降低前后势垒高度并减小缺陷能级。该研究为理解和优化CdTe薄膜太阳能电池性能提供了关键依据。
关键词： 导纳谱、界面势垒、碲化镉、等效电路、光伏电池
更新于2025-09-11 14:15:04
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PE-ALD法制备的GaP/Si异质结界面特性
摘要： 研究了低温（380°C）等离子体增强原子层沉积（PE-ALD）生长的n-GaP/p-Si界面特性及其对太阳能电池性能的影响。探究了不同等离子体处理和射频功率值的作用。射频功率的增加导致生长模式从非晶态（a-GaP）转变为微晶GaP（μc-GaP），分别对应非晶-GaP/Si或外延-GaP/Si界面。然而，当采用连续氢等离子体时，非晶-GaP/Si界面的光伏性能优于外延界面。非晶-GaP/Si界面获得开路电压Voc=0.45–0.55 V和内量子效率IQE>0.9，而外延-GaP/Si界面仅为Voc=0.25–0.35 V和IQE<0.45。根据导纳谱和透射电镜研究，高射频功率氢等离子体生长过程中Si衬底近表面（30–50 nm）区域受到损伤。导纳谱在该损伤Si区域检测到能级为EV+(0.33±0.02) eV的空穴陷阱。当采用无氢等离子体的改进工艺沉积外延-GaP/Si界面结构时，透射电镜未观察到Si损伤，表明Si近表面区域的损伤与氢等离子体相互作用有关。
关键词： 导纳谱、太阳能电池、等离子体增强原子层沉积、界面、GaP/Si异质结
更新于2025-09-04 15:30:14