新型銅基化合物薄膜太陽能電池相關(guān)材料和器件的關(guān)鍵科學(xué)問題研究

1、項目名稱： 新型銅基化合物薄膜太陽能電池相關(guān)材 新型銅基化合物薄膜太陽能電池相關(guān)材料和器件的關(guān)鍵科學(xué)問題研究 料和器件的關(guān)鍵科學(xué)問題研究首席科學(xué)家： 肖旭東 肖旭東 中國科學(xué)院深圳先進技術(shù)研究 中國科學(xué)院深圳先進技術(shù)研究院起止年限： 2012.1 2012.1 至 2016.8 2016.8依托部門： 中國科學(xué)院 中國科學(xué)院 深圳市科技工貿(mào)和信息化 深圳市科技工貿(mào)和信息化委員會 委員會過該方案的缺點是材料對長波光子的吸收不夠充分。故，

2、我們認為利用如圖3（d）中所示的能帶梯度分布，將是一個最優(yōu)化的方案，使得同時提升電流和電壓成為可能。由于勢能的空間調(diào)制是由Ga/In的比例來決定的，而且勢能最低點的位臵離表面的深度對于電荷收集效率非常關(guān)鍵，所以為了實現(xiàn)理想的能帶分布，必須在納米尺度上精確地控制Ga/In的空間分布。過去人們主要是利用自發(fā)擴散過程來實現(xiàn)能帶的調(diào)制，這里我們將嘗試利用主動法來調(diào)控能帶梯度，探索包括通過Ga、In源束流的調(diào)控，襯底溫度控制的擴散過程等對Ga/I

3、n比例控制的實驗方案，來獲得對電子的高效率收集。 為了高效率地收集電荷，我們還必須確保光生載流子具有長的壽命，而CIGS多晶薄膜的晶粒一般為1-2個微米大小，存在大量的晶界，因此我們必須考慮和深入研究包括晶界的表面勢壘，晶界的化學(xué)構(gòu)成等性質(zhì)。我們將結(jié)合納米尺度的輸運性質(zhì)的測量以及Kelvin探針技術(shù)，深入系統(tǒng)地確認晶界的電子態(tài)和勢壘的來源以及它們在電荷傳輸中所扮演的角色，找到提升少子壽命和擴散長度的實驗途徑。 為了深刻理解CIGS太陽能

4、電池中Ga的含量大于30%時轉(zhuǎn)換效率下降的物理原因，我們將從以下幾個方面入手，首先是確認晶界表面勢壘在高Ga組分時的變化情況以判斷界面復(fù)合的影響，其次利用DLTS和Admittance譜等手段，深入研究DX中心這類深能級的濃度以及俘獲界面等隨著Ga的濃度的變化規(guī)律，再次研究Ga含量過高的時候出現(xiàn)In的團簇聚集和無序加大現(xiàn)象與少子擴散長度減小之間的關(guān)聯(lián)。通過對材料中缺陷物理深入研究，結(jié)合一系列表征手段，將可能找到影響電池效率提升的微觀機制