Ảnh hưởng của Vị trí Lớp Ag đến Hiệu suất của Điện Mặt Trời Mỏng Cu2ZnSnS4

Journal of Electronic Materials - Tập 49 - Trang 1819-1826 - 2019
Kang Gu1,2, Ruiting Hao1,2, Jie Guo1,2, Abuduwayiti Aierken1, Xinxing Liu1, Faran Chang1, Yong Li1, Guoshuai Wei2, Bin Liu2, Lu Wang2, Shuaihui Sun2, Xiaole Ma2
1School of Energy and Environment Science, Key Laboratory of Renewable Energy Advanced Materials and Manufacturing Technology Ministry of Education, Yunnan Normal University, Kunming, People’s Republic of China
2Yunnan Key Lab of Opto-electronic Information Technology, Yunnan Normal University, Kunming, People’s Republic of China

Tóm tắt

Trong nghiên cứu này, các màng mỏng (Ag,Cu)2ZnSnS4 (ACZTS) đã được chế tạo thông qua phương pháp phun plasma với nhiều mục tiêu để hình thành các chồng lớp khác nhau, cụ thể là, (S1) ZnS/Sn/Cu/Ag/Mo, (S2) ZnS/Sn/Ag/Cu/Mo và (S3) ZnS/Ag/Sn/Cu/Mo. Các tiền chất đã được lưu huỳnh hóa thông qua quá trình nhiệt luyện nhẹ, tiếp theo là quá trình lưu huỳnh hóa hai bước trong buồng được lấp đầy bằng N2 ở áp suất khí quyển tiêu chuẩn. Hồ sơ nguyên tố quang điện tử X-quang cho thấy sự phân bố không đồng nhất theo chiều dọc của Ag trong màng. Dựa trên các kết quả từ kính hiển vi quét điện tử và phân tích vi điểm điện tử, sự phong phú của Ag ở bề mặt trên có lợi cho kích thước hạt. Hơn nữa, một bề mặt dày đặc, đồng nhất có thể đạt được và sự ổn định của thành phần nguyên tố có thể được duy trì. Sau khi tối ưu hóa thứ tự của các lớp Ag, hiệu suất của các tế bào mặt trời đã tăng từ 1,30% lên 3,65%, tương ứng với sự cải thiện 181%. Điện áp hở mạch đã tăng từ 448 mV lên 630 mV nhờ vào việc giảm số lượng lỗ rỗng, tăng kích thước hạt và giảm các khuyết tật cuZn.

Từ khóa

#(Ag #Cu)2ZnSnS4 #lớp mỏng #điện mặt trời #hiệu suất #lưu huỳnh hóa #quang điện tử X-quang #kính hiển vi quét điện tử.

Tài liệu tham khảo

X. Liu, R. Hao, Q. Zhao, F. Chang, Y. Li, K. Gu, L. Wang, B. Liu, and J. Guo, Zeitschrift Fur Naturforsch. - Sect. A J. Phys. Sci. 73, 957 (2018). Y.F. Qi, D.X. Kou, W.H. Zhou, Z.J. Zhou, Q.W. Tian, Y.N. Meng, X.S. Liu, Z.L. Du, and S.X. Wu, Energy Environ. Sci. 10, 2401 (2017). W. Li, X. Liu, H. Cui, S. Huang, and X. Hao, J. Alloys Compd. 625, 277 (2015). J. Li, S.Y. Kim, D. Nam, X. Liu, J.H. Kim, H. Cheong, W. Liu, H. Li, Y. Sun, and Y. Zhang, Sol. Energy Mater. Sol. Cells 159, 447 (2017). C. Yan, J. Huang, K. Sun, S. Johnston, Y. Zhang, H. Sun, A. Pu, M. He, F. Liu, K. Eder, L. Yang, J.M. Cairney, N.J. Ekins-Daukes, Z. Hameiri, J.A. Stride, S. Chen, M.A. Green, and X. Hao, Nat. Energy 3, 764 (2018). Q. Zhao, R. Hao, S. Liu, M. Yang, X. Liu, F. Chang, Y. Lu, and S. Wang, Phys. B Condens. Matter 523, 62 (2017). T. Gokmen, O. Gunawan, T.K. Todorov, and D.B. Mitzi, Appl. Phys. Lett. 103, 2 (2013). Z.K. Yuan, S. Chen, H. Xiang, X.G. Gong, A. Walsh, J.S. Park, I. Repins, and S.H. Wei, Adv. Funct. Mater. 25, 6733 (2015). S. Shanmuga Priya, A. Rao, I. Thirunavukkarasu, and V. Nayak, Int. J. ChemTech Res. 9, 261 (2016). C. Wang, S. Chen, J.H. Yang, L. Lang, H.J. Xiang, X.G. Gong, A. Walsh, and S.H. Wei, Chem. Mater. 26, 3411 (2014). T. Gershon, D. Bishop, P. Antunez, S. Singh, K.W. Brew, Y.S. Lee, O. Gunawan, T. Gokmen, T. Todorov, and R. Haight, Curr. Opin. Green Sustain. Chem. 4, 29 (2017). J. Kumar and S. Ingole, J. Alloys Compd. 727, 1089 (2017). H. Cui, X. Liu, F. Liu, X. Hao, N. Song, and C. Yan, Appl. Phys. Lett. 041115, 2 (2014). B. Shin, Y. Zhu, N.A. Bojarczuk, S.J. Chey, S. Guha, B. Shin, Y. Zhu, N.A. Bojarczuk, S.J. Chey, and S. Guha, Appl. Phys. Lett. 053903 (2012). W. Li, J. Chen, H. Cui, F. Liu, and X. Hao, Mater. Lett. 130, 87 (2014). F. Liu, K. Sun, W. Li, C. Yan, H. Cui, L. Jiang, X. Hao, and A. Martin, Appl. Phys. Lett. 051105 (2015). F. Liu, J. Huang, K. Sun, C. Yan, Y. Shen, J. Park, A. Pu, F. Zhou, X. Liu, J.A. Stride, M.A. Green, and X. Hao, NPG Asia Mater. 9, e401 (2017). J. Li, Y. Zhang, H. Wang, L. Wu, J. Wang, W. Liu, Z. Zhou, Q. He, and Y. Sun, Sol. Energy Mater. Sol. Cells 132, 363 (2015). M. Yang, S. Wang, Z. Jing, Z. Li, S. Liu, R. Guo, Y. Tang, R. Hao, and P. Yang, Bull. Chin. Ceram. Soc. 34, 222 (2015). H. Yoo and J. Kim, Thin Solid Films 518, 6567 (2010). M.G. Gang, K.V. Gurav, S.W. Shin, C.W. Hong, J.H. Min, M.P. Suryawanshi, S.A. Vanalakar, D.S. Lee, and J.H. Kim, Phys. Status Solidi Curr. Top. Solid State Phys. 12, 713 (2015). Y. Feng, T.K. Lau, G. Cheng, L. Yin, Z. Li, H. Luo, Z. Liu, X. Lu, C. Yang, and X. Xiao, CrystEngComm 18, 1070 (2016). J.F. Li, P.A. Agyakwa, and C.M. Johnson, Acta Mater. 59, 1198 (2011). Y. Liu, F. Sun, and J. Wang, Trans. China Weld. Inst. 32, 25 (2011). D.B. Mitzi, O. Gunawan, T.K. Todorov, K. Wang, and S. Guha, Sol. Energy Mater. Sol. Cells 95, 1421 (2011). K. Sato, M. Fujiyoshi, M. Date, T. Shoji, and K.N. Tu, J. Mater. Res. 19, 2887 (2005). F. Yang, R. Ma, W. Zhao, X. Zhang, and X. Li, J. Alloys Compd. 689, 849 (2016). D.M. Berg, R. Djemour, L. Gütay, S. Siebentritt, P.J. Dale, X. Fontane, V. Izquierdo-Roca, and A. Pérez-Rodriguez, Appl. Phys. Lett. 100, 192103 (2012). P.A. Fernandes, P.M.P. Salomé, and A.F. da Cunha, Thin Solid Films 517, 2519 (2009). W. Wang, M.T. Winkler, O. Gunawan, T. Gokmen, T.K. Todorov, Y. Zhu, and D.B. Mitzi, Adv. Energy Mater. 4, 1 (2014). S.W. Shin, S.M. Pawar, C.Y. Park, J.H. Yun, J.H. Moon, J.H. Kim, and J.Y. Lee, Sol. Energy Mater. Sol. Cells 95, 3202 (2011). A. Fairbrother, X. Fontané, V. Izquierdo-Roca, M. Espíndola-Rodríguez, S. López-Marino, M. Placidi, L. Calvo-Barrio, A. Pérez-Rodríguez, and E. Saucedo, Sol. Energy Mater. Sol. Cells 112, 97 (2013). J. Scragg, T. Ericson, T. Kubart, M. Edoff, and C. Platzer-Bjorkman, Chem. Mater. 204, 4625 (2011). A. Redinger, D.M. Berg, P.J. Dale, and S. Siebentritt, J. Am. Chem. Soc. 10, 3320 (2011).
Thông tin
Thông tin xuất bản

Journal of Electronic Materials

Tập 49

1819-1826

Thông tin tác giả