高效硫硒化锑薄膜太阳电池中的渐变能隙结构

• 作者: 曹宇 蒋家豪 刘超颖 凌同 孟丹 周静 刘欢 王俊尧
• 来源期刊: 物理学报
• 关键词: 硫硒化锑 递减能隙 太阳电池 wx-AMPS
• 年，卷（期）: 2021,（12）
• 所属期刊栏目: 物理学交叉学科及有关科学技术领域|INTERDISCIPLINARY PHYSICS AND RELATED AREAS OF SCIENCE AND TECHNOLOGY
• 页码范围: 414-423
• 页数: 10页
• 语种: 中文
• DOI: 10.7498/aps.70.20202016

摘要

硫硒化锑(Sb2(S,Se)3)薄膜太阳电池因其原材料丰富、制备方法简单、性能稳定等优势近年来得到了快速发展.本文基于Sb2(S,Se)3吸光层能隙可调的特点,应用wx-AMPS软件对具有渐变能隙Sb2(S,Se)3太阳电池进行建模仿真和结构设计,并与50％Se含量的恒定能隙Sb2(S,Se)3太阳电池进行了对比分析.结果显示,递减能隙结构所形成的附加电场能够促进空穴的输运,抑制载流子的复合,相比与恒定能隙Sb2(S,Se)3太阳电池可以得到更高的短路电流密度和填充因子,使光电转换效率由12.03％提升至14.42％.此外,递减能隙结构通过抑制载流子的复合,有效地缓解Sb2(S,Se)3太阳电池因厚度厚或者缺陷态高所引起的性能下降.在厚度为1.5μm,缺陷态密度在1016 cm-3时.采用递减能隙Sb2(S,Se)3太阳电池的效率比恒定能隙Sb2(S,Se)3太阳电池高6.34％.研究结果表明通过吸光层的能隙结构设计能够发挥Sb2(S,Se)3等多元合金或化合物的能隙可调的优势,是提高太阳电池器件性能的有效技术路线之一.