Al2O3与SnO2对碲化镉太阳能电池前电极的界面钝化作用

作者：郑根华; ***; 吴玲玲; 王光伟; 蔡彦博; 王德亮^*

来源：中国科学技术大学学报, 2020, 50(04): 450-456.

• 碲化镉
• 薄膜太阳能电池
• 钝化
• 能带调制

采用磁控溅射法分别生长Al2O3和SnO2,将其作为MgxZn1-xO(MZO)/CdTe薄膜太阳能电池前电极钝化层进行了相关研究.时间分辨光致发光(TRPL)光谱的测试结果显示,MZO/Al2O3/CdTe的少子寿命远大于MZO/CdTe的少子寿命,表明Al2O3对CdTe太阳能电池具有较好的钝化作用.实验发现,以Al2O3为钝化层的电池亮态电流密度-电压曲线出现了严重的"S-kink"现象.通过X射线光电子能谱(XPS)分析不同钝化层电池界面的能带匹配,发现Al2O3和CdTe界面较高的导带带阶是造成亮态电流密度-电压曲线出现"S-kink"的主要原因之一. SnO2和CdTe界面处具有较小的导带带阶,通过控制SnO2薄膜厚度,可以利用量子尺寸效应调整SnO2和CdTe界面处的导带带阶,减弱电流密度-电压曲线的"S-kink"现象,提升电池填充因子和短路电流密度,使得电池转化效率提升至9.7%.研究结果表明,较大的导带带阶是导致"S-kink"产生的主要原因,适当降低导带带阶,能有效改善"S-kink"现象,进而有效地提升电池转化效率.

• 单位
  中国科学技术大学