Cu(In,Ga)Se2(CIGS)基太阳能电池在实验室中展示出高达20.3%的效率,具有极大的发展潜力。目前CIGS的光伏机理还没有深入的了
解,因为CIGS太阳能电池的表面会显示从厘米到亚微米级的性能波动,这些异质性会影响太阳能电池的整体效率,因此值得对其进行
研究。
CIGS是一种多晶材料,典型的晶粒尺寸约为1um。研究表明,其光电参数(如带隙和扩散长度)的标准偏差大,不稳定,这个因素可
能会影响电池的整体参数,例如效率,开路电压和短路电流。为了更好地了解光伏电池的工作机制,需要在微米尺度下研究其性质。
Photon公司与法国光伏能源研究所合作开发了用于光伏应用的高光谱成像仪,使用体布拉格光栅检测电池的整个表面,激发强度约为
100个太阳辐射,光谱分辨率为2nm.研究的样品是CIGS基的微型太阳能电池,这些电池为圆形,直径范围为20um至150um。
如上图,利用高光谱设备探究了CIGS太阳能电池的PL成像图,采集时间45min,并通过定量校准,结合广义普朗克定律获得了准费米能
级分裂△μeff。
为了说明横向载流子传输的影响,将高光谱成像仪和共聚焦显微成像结合(如上图)得到了PL mapping成像图,只要可以检测到发光
信号,就可以确定准费米能级分裂。 从激发中间的0.91 eV下降到0.75 eV。通过电接触测得边缘处的电压为0.70eV,在空白区域中,
由于PL信号过低,无法确定分裂。
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