基于薄膜双面 Cu(In,Ga)Se2 的太阳能电池效率提升策略

为了应对全球变暖，工程师们一直在努力开发越来越先进的技术，以更可持续地产生和储存电能。这些技术中最著名的是太阳能电池，这是一种基于光伏材料的设备，可以将太阳辐射转化为电能。

最近在太阳能电池的开发中引起相当大关注的一种材料是双面吸收器 Cu(In,Ga)Se2，也称为 CIGS。由于其显着的热化学稳定性，这种材料特别有希望用于制造薄膜光伏电池。

尽管它们具有优势，但基于 CIGS 的太阳能电池通常表现出不令人满意的功率转换效率，尤其是在实验室环境之外进行测试时。这极大地阻碍了它们的潜力，阻碍了它们的大规模生产和实施。

瑞士联邦材料科学与技术实验室、国立清华大学和坎塔布里亚大学的研究人员最近制定了一项有助于提高 CIGS 薄膜太阳能电池功率转换效率的策略。

该策略在Nature Energy上发表的一篇论文中介绍，需要使用银辅助低温工艺来防止 GaOx的形成在 CIGS 层和透明导电氧化物之间的界面处，已知这会损害电池的性能。

“我们通过银促进CIGS层的低温生长来阻止 GaOx 的形成，”Shih-Chi Yang 和他的同事在他们的论文中写道。“这个过程还提高了吸收体的质量，在背面界面附近形成陡峭的 Ga 梯度，并减少了透明导电氧化物的吸收。”

本质上，研究人员使用低温沉积工艺向 CIGS 吸收器中添加了少量银 (4–5% AAC)。该工艺可防止在 CIGS/ITO 界面形成 GaOx，从而解决通常在基于 CIGS 的太阳能电池中观察到的问题。

为了展示这种银辅助低温工艺的潜力，研究人员用它来制造一系列电池，然后在实验环境中评估它们的性能。这些初步测试产生了非常有希望的结果，因为他们的策略似乎能够实现非常高的功率转换效率，总体上高于与它们进行比较的其他先前开发的 CIGS 电池。

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