基于硒化銻背面場層的CdTe異質結使電池效率提高約9％

導讀：巴基斯坦和日本的一個研究小組正在尋求通過應用硒化銻制成的背表面場（BSF）層來提高異質結碲化鎘鎘太陽能電池的效率。它聲稱添加該化合物可將CdTe電池效率提高約9％，并具有達到40％以上效率的技術潛力。

太陽能電池的方案。圖片：拉賈沙希大學

來自孟加拉國Rajshahi大學和日本埼玉大學的研究人員展示了一種基于碲化鎘(CdTe)的雙異質結太陽能電池，它包含硒化鎘(CdSe)和硒化銻(Sb2Se3)。

研究合著者JakerHossain表示，我們設計并模擬了提議的結構。它還沒有在真正的光伏組件中進行測試，但我們正在制造真正的電池。他還解釋說，CdSe和CdTe已經(jīng)通過旋轉鍍膜方法制造出來，研究小組現(xiàn)在正專注于CdSe和Sb2Se3背表面場(BSF)層的解決過程。然后，我們將準備實用的細胞，他補充說。

“DesignofahighlyefficientCdTe-baseddual-heterojunctionsolarcellwith44%predictedefficiency”,科學家解釋說,CdSe是一種n型族化合物半導體的直接帶隙1.7eV,很大程度上是利用在發(fā)光二極管、太陽能電池和光電化學電池。Sb2Se3是一種p型無機半導體，具有斜方晶結構，直接帶隙為1.2~1.9eV。

巴基斯坦-日本研究小組特別研究了CdSeBSF層的加入對異質結電池性能的影響，這取決于該層的厚度和載流子密度。例如，他們確定當BSF層厚度從0增加到50nm時，電池開路電壓從0.89增加到1.1V，當BSF層厚度從0增加到200nm時，短路電流從28.5mA/cm2增加到31.5mA/cm2。當CdSe厚度超過50nm時，電池效率整體提高，短路電流減小。

對于模擬電池，研究團隊報告了厚度為100nm時的最高效率為32.6%，同時提供了1.15V的開路電壓、32.48mA/cm2的短路電流和88.76%的填充因子。

通過增加CdSeBSF層的載流子濃度并保持50nm的厚度，科學家們能夠將模擬電池的轉換效率提高到44.14%。該器件的短路電流為49.23mA/cm2，開路電壓為1.05V，填充系數(shù)為85.71%。

論文指出，對不同界面缺陷密度的研究表明，界面缺陷密度對cdte基雙異質結太陽能電池的性能有巨大影響。界面缺陷是由兩種材料各自的結構缺陷引起的，而金屬陽離子在電池制造過程中通過吸收層擴散是界面缺陷的主要來源。

然而，研究人員表示，通過使用高效沉積技術和在電池制造過程中高度注意的Sb2Se3濃度，可以將界面缺陷的影響降到最低。