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溶液法制备的Cu(In,Ga)(S,Se)<sub>2</sub>太阳能电池的钾处理工艺
摘要： Cu(In,Ga)(S,Se)?（CIGSe/CIGSSe）因其高光吸收系数和可调带隙，已成为极具吸引力的薄膜太阳能电池吸光材料。在CIGSSe制备过程中，碱金属处理被广泛应用——由于钠掺杂被视为实现高效CIGSSe太阳能电池的必要条件，该技术已被大量采用。近年来的重要进展之一是发现钾后沉积处理对真空法制备的CIGSSe太阳能电池具有显著增益效果，能大幅提升器件性能。本研究考察了钾处理对胶体硫化物纳米颗粒墨水溶液法制备CIGSSe薄膜的影响：通过在硒化及晶粒生长前采用电子束蒸发KF进行钾掺杂，我们发现钾的引入促进了CIGSSe晶粒生长，与未处理的硒化CIGSSe薄膜相比形成了更大晶粒尺寸的薄膜（与钠处理效果类似）。XPS分析显示钾处理薄膜表面存在高带隙K-In-Se相。器件制备结果表明，同时经过钠钾双处理的薄膜展现出更优的光电性能，主要体现为开路电压和短路电流的提升。
关键词： 铜铟镓硫硒化合物（CIGS）、碱处理、Cu(In,Ga)(S,Se)?、溶液法太阳能电池、氟化钾、黄铜矿太阳能电池、氟化钠
更新于2025-09-23 15:21:01
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Cu(In,Ga)Se?太阳能电池的重碱处理：表面效应与体相效应
摘要： 黄铜矿太阳能电池的效率已超过23%。最新性能提升归功于采用重碱金属的后沉积处理（PDT）。本研究全面阐述了PDT对Cu(In,Ga)Se2表面及体相化学与电子结构的影响。虽然不同吸收层材料或碱金属处理均呈现相似的表面化学变化，但对表面电子结构的影响却因吸收层类型或处理方式而异——尽管太阳能电池效率提升幅度相同。这表明表面变化并非PDT处理的唯一作用机制。重碱金属PDT的主要效应在于体相复合抑制，其伴随着电子尾态密度的降低。开路电压的提升与晶界处带弯减弱现象同步出现。重碱金属在晶界处富集却在晶粒内部无检出，该行为可通过单相铜-碱金属化合物形成的能量学原理得到解释。因此，重碱金属PDT的效率提升可归因于晶界带弯减弱效应——这种由晶界处重碱金属富集引发的机制，既降低了尾态密度又抑制了非辐射复合。
关键词： 晶界、碱处理、复合、体相、表面、铜铟镓硒太阳能电池
更新于2025-09-16 10:30:52
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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