CdTeS-Solarzelle erreicht 20 Prozent Umwandlungseffizienz durch Bandlückengradient
Feb 02, 2023
Zum ersten Mal haben US-Wissenschaftler Bandlückengradienten auf CdTe-Photovoltaikzellen angewendet. Das Ergebnis ist eine Erhöhung ihrer Effizienz und Leerlaufspannung sowie eine geringere nicht strahlende Verbindung.
Forscher der University of Toledo und des Oak Ridge National Laboratory des US-Energieministeriums haben erstmals Bandlückengradienten verwendet, um die Leistung von kommerziellen Cadmium-Selen-Tellurid (CdSeTe)-Solarzellen 2) auf Zinn(IV)-oxid-Basis mit Pufferschichten zu verbessern.
Die Wissenschaftler beschreiben ihre Entdeckung einer 20-prozentigen Effizienz von polykristallinen Cd(Se, Te)-Dünnschichtsolarzellen mit einem Zusammensetzungsgradienten in der Nähe der Front Junction, die in Nature Communications veröffentlicht wurde. Sie sagen, dass kommerzielle SnO2-Puffer sehr stabil sind und leicht mit der gewünschten elektronischen Leitfähigkeit reproduziert werden können.
„Dank dieser Vorteile wird SnO2 seit Jahrzehnten erfolgreich in der CdTe-Herstellung eingesetzt“, sagen sie und weisen darauf hin, dass diese Puffertechnologie kürzlich durch Zink-Magnesium-Oxid (ZMO) ersetzt wurde. Das Haupthindernis ist die geringe Elektronenleitfähigkeit des ZMO-Puffers Schicht, die selbst mit nicht-intrinsischer Dotierung schwer zu verbessern ist.
Das US-Team sagte, der Bandlückengradient sei erfolgreich auf andere Arten von Dünnschichtsolarzellen angewendet worden, um ihre Leerlaufspannung zu erhöhen, und fügte hinzu, dass er in CdSeTe-Geräten verwendet werden sollte, indem eine dünne Schicht aus Cadmiumsulfid (CdS ) zum vorderen Übergangsbereich, während die Bildung schädlicher Grenzflächen vermieden wird.
"Der Schlüssel zu diesem Erfolg ist das Hinzufügen von Oxid-CdS- und CdSe-Schichten vor dem Abscheiden der CdTe-Absorberschicht", sagten sie.
Die Wissenschaftler konstruierten diese Zelle 2 Pufferschicht, die oben erwähnten oxidierten CdS- und CdSe-Schichten, die CdTe-Schicht und die Kupfer(I)-Thiocyanat (I) (cus cn)-Hohlraumextraktionsschicht unter Verwendung einer transparenten leitfähigen Oxidschicht (TCO) (SnO).
