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严琼 (严琼.) [1] | 孙全震 (孙全震.) [2] | 谢暐昊 (谢暐昊.) [3] | 邓辉 (邓辉.) [4] | 张彩霞 (张彩霞.) [5] | 程树英 (程树英.) [6]

Abstract:

在CZTSSe太阳电池中,带尾态和非辐射态导致的载流子俘获会显著影响载流子的收集,恶化太阳电池的性能。为了解决这一问题,我们研究了Li掺杂对柔性CZTSSe太阳电池的缺陷钝化和器件性能的影响。为了避免杂质和Li/Na交换机制的影响,我们采用无溅射Mo层的高纯Mo箔作为衬底。研究结果表明,当Li/(Li+Cu)=18%时,器件的VOC和FF明显增加,电池效率达到9.68%。通过变温变功率PL测试可知,Li掺杂后CZTSSe的总缺陷浓度降低了5.7×10~(18) cm~(-3),这主要是由于非辐射复合中心的钝化所致。准施主-受主对的缺陷浓度也降低了一个数量级,施主与受主之间的分离距离增加了。Li掺杂还可以减少CZTSSe的带尾态,使较少的自由载流子被困在带尾态中,加快了载流子的输运,降低了深能级缺陷捕获载流子的概率。由于Li容易向晶界扩散和偏析,因此CZTSSe的空穴浓度增加了。由于空穴浓度增大,而总缺陷浓度减小,表明CZTSSe的自由载流子浓度增大,从而增强了对带电缺陷的屏蔽效应,降低了电位波动γ。通过TPV和C-V测试可知,最佳Li含量的器件的电荷复合寿命和内建电场均增大,表明PN结界面的载流子复合也得到抑制。

Keyword:

带尾态 柔性CZTSSe太阳电池 缺陷钝化 非辐射态

Community:

  • [ 1 ] 福州大学物理与信息工程学院微纳器件与太阳电池研究所

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Year: 2022

Language: Chinese

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