韓國研究鹼摻雜對錫石太陽電池填充因子的影響

2021-01-11 和訊網

摘要：韓國的研究人員分析了鹼摻雜對錫石太陽電池填充因子的影響，並在優化了氟化鈉摻雜層的柔性金屬箔上製造了一種裝置。


韓國光州科學技術研究所和Ewha女子大學的一組科學家試圖通過鹼摻雜來改善紅寶石太陽能電池的填充因子（FF）。目前填充因子是這種電池技術中僅次於開路電壓（VOC）缺陷的第二大參數缺陷。


具體操作為將銅、鋅、錫、硫化物和硒化物（CZTSe）電池與多晶矽結合，並摻雜一層25nm厚的氟化鈉（NaF）層。研究人員解釋說：「一般情況下，已知鹼元素可避免成為複合中心，形成良性的二次相，有助於少數載流子通過晶界（GB）鈍化進行傳輸，並防止形成深能級缺陷。」。


研究小組稱，通過這種摻雜優化，該器件能夠通過晶內和晶界之間的高電位差來選擇更好的載流子傳輸路徑。它還指出，載流子的傳輸路逕取決於鈉摻雜量，而鈉摻雜量會影響電池的電阻和填充因子（FF），並且過量的摻雜也可能導致填充因子和接觸電位差較低。


製備的電池效率為8.66%，填充因子為62.63%。這一結果得到了韓國能源研究所（KIER）的認證。學者們說：「在彎曲半徑為12毫米的1000次彎曲循環後，我們的柔性CZTSSe太陽能電池保持了初始PCE的92.2%。」。


《Na摻雜對多晶柔性Cu2ZnSn（S，Se）4太陽電池載流子輸運路徑的影響》一文中描述了該器件。


與銅銦鎵硒化物（CIGS）不同，預計未來不會出現供應瓶頸的克斯特巖，該巖石由銅、錫、鋅和硒等常見元素組成。但目前，克斯特巖的效率仍然落後於大規模生產中使用CIGS的效率。

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