Švédští vědci použili legování stříbra ke zlepšení růstu zrn a kvality krystalů v chalkopyritovém absorbéru. Což údajně kompenzuje jeho nízkou energii bandgap. Vědci vyrobili mistrovskou buňku založenou na vyrovnávací vrstvě ZTO.
Výzkumníci z Uppsalské univerzity ve Švédsku vyrobili chalkopyritový (CuGaSe2 nebo CGSe) solární článek použitím malého množství stříbra (Ag) k legování absorbéru zařízení.
„Cílem našeho současného projektu Stable Anorganic TAndem (SITA) solárních článků je vytvořit chalkopyritový horní článek s velkou mezerou pro tandemová fotovoltaická zařízení s křemíkovým spodním článkem,“ řekl výzkumník Jan Keller. „Takže v dalším kroku musíme proces převést na transparentní zpětné kontakty. V naší dřívější práci jsme ukázali potenciál výroby chalkopyritových solárních článků se širokou mezerou s mírně nižším pásmovým odstupem asi 1,45 eV na vysoce průhledných zadních kontaktech.“
Použití slitiny stříbra zlepšuje růst zrna a kvalitu krystalů. Přičemž snižuje škodlivé defekty a kompenzuje nízkou energii bandgap absorbéru CuGaSe2. CuGaSe2 má pásmovou energii 1,7 eV. A dosud se používal v solárních článcích s omezeným faktorem plnění a napětím naprázdno.
Buňka založená na vyrovnávací vrstvě ZTO
,,Kromě ztrát přímo souvisejících se samotnou vrstvou CuGaSe2 se předpokládá, že rekombinace předního rozhraní bude výrazná při použití standardního pufru sulfidu kademnatého (CdS),“ uvedli vědci s tím, že testovali zařízení s vrstvami pufru CdS vyrobeného z oxidu zinku a cínu (ZTO). A to vypěstovaného pomocí atomové vrstvy (ALD).
Výzkumný tým použil třístupňový proces společného odpařování k nanesení absorbéru legovaného stříbrem (AGCS) pro několik vzorků solárních článků.
,,Sběr nosiče se zlepšuje přidáním Ag, vyšší teplotou depozice a směrem ke stechiometrickému složení absorbéru,“ řekli. ,,Lehké namáčení zvyšuje faktor plnění u většiny vzorků, potenciálně zmírněním vnitřních transportních bariér.“
Šampionská buňka, kterou vědci vyrobili, se založila na vyrovnávací vrstvě ZTO. Přičemž zařízení dosáhlo účinnosti přeměny energie 11,2 %.
,,Jedná se o nejvyšší účinnost, která byla kdy naměřena na solárním článku ACGS bez antireflexního povlaku,“ uvedli. ,,Možným vysvětlením příznivého účinku namáčení světla může být fotodopování vrstvy ZTO. To by snížilo efektivní výšku bariéry pro elektrony, nebo redistribuce sodíku na heteropřechodu.“
Vědci uvedli, že plánují v článku použít průhledný zadní kontakt (TBC) namísto kontaktu vyrobeného z molybdenu (Mo). Proto, aby se zlepšila jeho tepelná stabilita, kvůli jeho očekávanému použití v tandemových zařízeních.
Popsali technologii solárních článků v „Slinutí stříbra ve vysoce účinných solárních článcích CuGaSe2 s různými vyrovnávacími vrstvami“. To se nedávno publikovalo v RRL Solar.
Zdroj: pv-magazine, Vapol
