CIGS薄膜太阳电池的数值模拟研究

作     者：陈金福 王莉 董志虎 蔡阳 覃新宇 何春清 CHEN Jinfu;WANG Li;DONG Zhihu;CAI Yang;QIN Xinyu;HE Chunqing

作者机构：武汉大学物理科学与技术学院武汉430074 湖北省电力规划设计研究院有限公司武汉430040 

出 版 物：《半导体光电》 (Semiconductor Optoelectronics)

年 卷 期：2024年第45卷第3期

页      码：369-377页

摘      要：建立了铜铟镓硒(CIGS)薄膜太阳能电池结构模型,利用SCAPS模拟计算得到CIGS薄膜太阳能电池的载流子生成率、能带排列、电场强度等,研究了CIGS薄膜太阳能电池吸收层的Ga组分含量、不同共蒸法制备的电池吸收层缺陷密度、吸收层厚度、掺杂浓度对电池输出性能的影响。结果表明,单步共蒸法制备的电池中CIGS/CdS异质结“尖峰状”的能带排列有利于载流子传输;当Ga组分含量在30%时,太阳能电池的输出性能优异。三步共蒸法制备的电池吸收层缺陷密度进一步降低,可提升电池的输出性能。吸收层厚度为2.0μm厚的电池吸收层即可吸收大部分的光子,继续增加吸收层厚度会导致短路电流密度降低。增大吸收层掺杂浓度,提高了光生电动势、增大了开路电压,但CIGS/CdS异质结界面处势垒下降,载流子复合率上升,导致短路电流密度下降。优化CIGS薄膜太阳能电池参数后,利用SCAPS模拟得到其转换效率达到了27.67%。

主 题 词：SCAPS 铜铟镓硒 组分含量 掺杂浓度 输出性能 

学科分类：080703[080703] 08[工学] 0807[工学-电子信息类] 

D　O　I：10.16818/j.issn1001-5868.2024010302

馆 藏 号：203128579...