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RbF后沉积处理对高效(21.1%)Cu(In,Ga)Se2太阳能电池中异质结和晶界的影响
摘要： 近年来，采用碱金属氟化物对黄铜矿基吸收层进行沉积后处理（PDT）已在薄膜太阳能器件中创造了纪录效率，最近使用氟化铷（RbF）PDT的Cu(In,Ga)Se2（CIGS）器件更是实现了22.6%的效率。然而，RbF-PDT对其界面和晶界（GB）性质变化的影响尚未完全阐明。本研究通过原子探针断层扫描（APT）与透射电子显微镜（TEM）联用技术，分析了效率超过21%的电池器件，揭示了晶界与界面化学性质变化如何促进高效能实现。在CIGS吸收层与溶液生长CdS缓冲层界面进行的APT研究表明：存在铟富集、铜贫化及微量铷痕迹。相比先前非PDT样品的研究数据，本工作发现晶界处铷含量更高（1.5原子%）、钠钾含量更低（<0.5原子%），表明钠钾被铷取代。但晶粒内部所有碱金属元素浓度均低于APT检测限。通过APT与TEM深度剖析发现：CIGS晶界处铷浓度呈梯度分布且朝向钼背接触层递增。此外，晶界处显著铜贫化现象可能增强其空穴势垒特性，从而改善载流子收集效率并提升器件整体性能。因此，从原子尺度理解RbF-PDT效应为CIGS吸收层及界面的进一步优化提供了新思路。
关键词： 铜铟镓硒，薄膜太阳能电池，异质结，原子探针断层扫描，沉积后处理，透射电子显微镜
更新于2025-11-21 11:20:48
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窄带隙Cu(In,Ga)Se2太阳能电池的RbF沉积后处理
摘要： 多结太阳能电池的效率潜力显著高于典型的单结电池。要制造低成本、轻量化的多结器件，关键在于获得合适的窄带隙（<1.1 eV）底电池材料。Cu(In,Ga)Se2（CIGS）化合物半导体是迄今最有效的薄膜材料之一，可作为此类底电池的潜在吸收层。本文报道了采用单一带隙渐变法生长的窄带隙CIGS吸收层经RbF后沉积处理的研究成果，探讨了必要的沉积条件及对电池性能的改善效果。我们展示了一款带隙为1.00 eV的吸收层所实现的18.0%认证效率纪录，并证实其适用于钙钛矿/CIGS叠层器件。
关键词： 沉积后处理，窄带隙，串联太阳能电池，薄膜太阳能电池，光伏技术，氟化铷，铜铟镓硒
更新于2025-11-14 17:28:48
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揭示铯在高效铜铟镓硒太阳能电池中产生有益效应的起源
摘要： 基于Cu(In,Ga)Se2（CIGS）吸收体的薄膜太阳能电池的记录转换效率已超过23%。目前这种高性能仅能通过采用碱金属氟化物后沉积处理（PDT）将铯等重碱金属掺入吸收体来实现。由于掺入重碱金属的效果尚存争议，我们通过多种高分辨率技术的组合方法研究了高效CIGS太阳能电池的局部成分和微观结构。清晰检测到铯在p-n结处聚集，同时伴随局部CIGS成分变化，显示出具有横向非均匀分布的有益次生相形成。此外，在相邻晶粒随机取向的晶界处也检测到铯聚集，这些区域铜浓度降低而铟和硒浓度升高。在Σ3孪晶界及晶粒内部未发现聚集现象。这些实验结果与补充性的第一性原理计算高度吻合，证明晶界因铯的存在而钝化。此外，离子半径较大的铯不太可能掺入CIGS晶粒内部导致有害缺陷。
关键词： 纳米X射线荧光光谱、铜铟镓硒、密度泛函理论、薄膜太阳能电池、铯、沉积后处理
更新于2025-09-23 15:19:57
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对多晶Ga<sub>x</sub>In<sub>1?x</sub>P作为具有可调带隙的太阳能电池吸收材料的潜力研究
摘要： 目前持续关注开发一种稳定、低成本、带隙为1.6-1.8电子伏特（eV）的顶电池材料，用于双结（串联）太阳能电池，特别是与硅底电池组合使用。本研究通过生长和表征多晶GaInP材料来探索其特性及适用性。通过改变薄膜成分和沉积温度，测定这些因素对1.35至1.7电子伏特带隙范围内晶粒尺寸、形貌及光致发光（PL）的影响。对1.7电子伏特多晶GaInP进行铝辅助沉积后处理，使峰值光致发光（PL）强度提升90倍，积分PL强度提升220倍，并将时间分辨PL寿命从<2纳秒延长至44纳秒。PL强度和寿命的提升归因于表面及近表面晶界处非辐射少数载流子复合的减少，这是由于形成了更高带隙的AlGaInP合金。这些材料为提高光照条件下的少数载流子浓度以及实现高效串联太阳能电池所需的优化复合特性提供了可行途径。
关键词： 多晶GaInP，可调带隙，沉积后处理，光致发光，太阳能电池
更新于2025-09-23 15:19:57
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采用Na?S后沉积处理实现Cu(In,Ga)Se?薄膜表面钝化与点缺陷控制，助力CIGS电池效率突破19%
摘要： 采用Na2S作为新型碱性源对CIGS薄膜表面进行钝化处理。与碱金属氟化物化合物相比，Na2S具有更低的生成焓，从而在表面产生更有效的溶解作用。通过使用Na2S源进行后沉积处理（PDT），在具有抗反射涂层且有效面积为0.43 cm2的电池上获得了19.2%的转换效率。与未进行PDT处理的16.64%效率相比，这种显著的性能提升归因于开路电压（Voc）和填充因子（FF）的增加。经Na2S PDT处理后，CIGS薄膜中的钠分布比NaF PDT处理更浅，且价带降低幅度更小。与NaF PDT相比，Na2S PDT大幅降低了1.04 eV低温光致发光的发射强度——该峰对应于In反位缺陷（InCu）向价带顶的电子跃迁。结果表明：除降低铜空位浓度外，与NaF PDT相比，Na2S PDT还能更显著减少CIGS表面InCu缺陷的浓度。实验证实Na2S PDT的表面钝化效果优于NaF PDT。
关键词： 点缺陷，硫化钠源，铜铟镓硒太阳能电池，表面钝化，沉积后处理（PDT）
更新于2025-09-23 16:41:41
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用于硅异质结太阳能电池的磷催化掺杂硅合金
摘要： 本文研究了沉积后催化掺杂（cat-doping）对多种掺杂硅合金（即微晶硅(μc-Si:H)、纳米晶氧化硅(nc-SiOx:H)和微晶碳化硅(μc-SiC:H)）在硅异质结太阳能电池中应用的有效性。通过二次离子质谱(SIMS)测得的磷(P)分布曲线揭示了这三种硅合金薄膜中的磷分布差异。研究发现，经过催化掺杂工艺后，不同样品的导电率和有效载流子寿命均出现不同程度的提升。通过催化掺杂过程中使用不同气体，证实了热退火、氢化和磷掺杂的共存效应。
关键词： 硅合金、沉积后处理、硅异质结太阳能电池、热丝化学气相沉积、催化化学气相沉积
更新于2025-09-19 17:13:59
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通过p-氨基苯甲酸界面修饰提升钙钛矿太阳能电池的开路电压
摘要： 多种界面工程方法被证明能有效提升有机-无机杂化钙钛矿太阳能电池（PSCs）的性能。本文报道了通过旋涂对苯胺基苯甲酸（PABA）层修饰PSC光活性层CH3NH3PbI3（MAPbI3）的方法，该方法可显著提高器件的开路电压（VOC）、填充因子（FF）和光电转换效率（PCE）。最佳器件性能表现为：短路电流（JSC）22.83 mA cm?2、开路电压1.167 V、填充因子0.768、光电转换效率20.47%。光伏性能的提升归因于载流子陷阱态的抑制及钙钛矿薄膜形貌的改善。本研究展示了一种简单有效的器件性能优化方案，并揭示了PABA后处理对载流子动力学的影响机制。
关键词： 载流子动力学、界面工程、对氨基苯甲酸、沉积后处理、有机-无机杂化钙钛矿
更新于2025-09-11 14:15:04
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重碱后沉积处理对宽禁带Cu(In,Ga)Se2的影响
摘要： 研究了钾、铷和铯沉积后处理（PDT）对宽带隙Cu(In,Ga)Se?（CIGSe）吸收层的影响。结果表明，碱金属处理可提升电池效率并实现更高的开路电压（VOC）。尽管效率有所改善，但处理样品的激活能（EA）仍小于带隙（Eg），且红光下的VOC(t)瞬态呈现负斜率。因此，宽带隙CIGSe器件仍受限于界面复合。然而，相同Eg的处理与未处理样品的VOC(t)瞬态具有不同斜率（dΔVOC(t)/dt）。经重碱金属（RbF和CsF-PDT）处理的CIGSe样品相比无PDT及KF-PDT样品展现出更小的斜率。本文通过关联光照依赖的掺杂密度（NA,a）及可能的钠交换机制，探讨了VOC(t)斜率（即dΔVOC(t)/dt）的变化规律。
关键词： 碱处理、宽带隙、(Ga)Se2、Cu(In)、复合、沉积后处理、太阳能电池、开路电压
更新于2025-09-09 09:28:46