以铜铟镓硒为接收层的高效薄膜太阳能电池拥有出产本钱低、污染幼和弱光机能好等明显特质，且光电转换作用居各样薄膜太阳能电池之首，已成为环球光伏周围的研讨热门之一，被称为下一代特地有前程的新型薄膜太阳能电池。铜铟镓硒太阳能电池的作用已到达23.35%，但进一步降低其作用仍拥有寻事性太阳能。

　　克日，乌普萨拉大学太阳能电池研讨职员展现了通过施行一系列战略达成的铜铟镓硒（CIGS）太阳能电池的23.64%认证作用。作家将相对较高量的([Ag]/([Ag] + [Cu]) = 0.19)引入到接收体中，并达成了好像“曲棍球棒”的Ga散布：正在接触Mo背电极左近拥有高浓度的Ga，而正在更挨近CdS缓冲层的区域中拥有较低的恒定浓度。这种元素散布将横向和纵深的带隙震动降至最低，取得的带隙挨近1.15 eV，从而低重了开道电压损耗。其它，作家采用了RbF后重积处置，导致造成Rb–In–Se相，或许为RbInSe2，使接收剂轮廓钝化。

　　图1太阳能电池特征和参数对比。（a）电流-电压特征弧线和（b）表量子作用(EQE)光谱。太阳能电池参数：（c）FF、（d）JSC、（e）VOC和（f）η。© 2023 Springer Nature

　　电池正在测验室丈量（η= 23.75%）并经弗劳恩霍夫太阳能体系研讨所（ISE）认证（η = 23.64%）。作用高于之前报道的高效太阳能电池的值（η= 22.9%和η= 22.6%）。空间电荷区域（SCR）中的总复合率低重是因为SCR中较低的活化能或较低的缺陷密度形成的，SCR中复合紧要通过中央带隙缺陷达成，而界面复合关于现有的器件来说不是题目。

　　图2 器件组织的电子显微镜剖判。通过HCl蚀刻挑选性去除CdS和窗口层后的完备电池（a）和（b）接收体轮廓的全截面SEM图像。（c）研讨的两个薄片的太阳能电池全截面的透射电镜明场像(BF-TEM)© 2023 Springer Nature

　　如扫描电子显微镜（SEM）图像所示，造成了大的(Ag,Cu)(In,Ga)Se2（ACIGS）颗粒，个中大无数颗粒正在扫数维度上的尺寸均大于1 µm。正在CdS/ACIGS界面处折射后出现的倾斜光耦合是有益的，由于它增多了接收体中的光程长度太阳能。

　　图4 完备太阳能电池的扫描穿透式电子显微镜的元素剖判（STEM-EDS）。（a）正在‘Pos2.1’名望的元素散布。（b）GGI、AAC以及规范化Cd、Mo和Rb的深度剖判金沙游戏电子【复材资讯】Nature Energy：铜铟镓硒太阳能电池的新全国记录。（c）对应的STEM-暗场（DF）像。© 2023 Springer Nature

　　来自晶粒内部的较弱Rb信号最有或许来自背底界面以及倾斜和较深的晶界。为了更具体地研讨富Rb区域并供应元素深度剖面的量化，通过STEM-EDS对薄膜2上的名望“Pos2.1”和“Pos2.2”举办了剖判。Rb紧要荟萃正在CdS层下的区域中（巨细100 nm），但正在ACIGS/CdS界面的处处都可能出现少量Rb。Rb信号正好正在缓冲层下方到达峰值金沙游戏电子，而辉光放电发射光谱(GDOES)也显示了背底接触处（即MoSe2和ACIGS之间）的Rb集会。

　　图5接收/缓冲异质结的STEM-EDS剖判。（a）正在‘Pos2.2’名望的元素散布。（b）a中出现的富含Rb区域的STEM-BF图像。（c）来自a的叠加Rb浓度图的好像图像。（d）从b中所示的圆形区域1和2提取的量化元素浓度。高倍放大的富Rb区域的（e）STEM-BF和（f）STEM-DF图像。© 2023 Springer Nature

　　正在ACIGS/CdS界面上的Rb集会是彰彰的。兴趣的是，铜和镓信号比其他接收体元素先降低约5 nm金沙游戏电子太阳能。这与正在接收体轮廓造成特地薄的(Ag,Rb)–In–Se化合物（或许是(Ag,Rb)InSe2）相划一。总结扫数出现，作家料想正在CdS/ACIGS界面上各处都造成了特地薄的(5 nm) RbInSe2相。

　　综上所述，本文达成了一种高机能铜铟镓硒（CIGS）太阳能电池，其认证作用为23.6%（测验室丈量值为23.8%）。机能的降低得益于接收层中银（[Ag]/([Ag] + [Cu]=0.19）的高浓度合金化和接收层轮廓以及空间电荷区域（SCR）中横向和纵深的因素震动的最幼化。

　　进一步地避免正在窗口温和冲层中涌现寄生接收，同时保留好像的VOC和FF秤谌，有或许是降低作用至25%的最直接技巧金沙游戏电子。

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　　原题目：《【复材资讯】Nature Energy：铜铟镓硒太阳能电池的新宇宙记录》

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