利用快速熱蒸發(fā)法，科學(xué)家研發(fā)出硒化鎘薄膜太陽(yáng)能電池

硅基串聯(lián)太陽(yáng)能電池被認(rèn)為是打破單結(jié)硅太陽(yáng)能電池理論效率限制的最有希望的方案。以硅基串聯(lián)太陽(yáng)能電池為底層電池，頂層電池的最佳帶隙為1.7eV，這使得雙結(jié)串聯(lián)太陽(yáng)能電池的效率高達(dá)45%。III-V族半導(dǎo)體/硅和過(guò)氧化物/硅串聯(lián)太陽(yáng)能電池已達(dá)到約30%的高效率水平，證明了其可行性。然而，過(guò)氧化物的穩(wěn)定性和III-V族半導(dǎo)體的高成本在很大程度上限制了其廣泛應(yīng)用。探索穩(wěn)定、低成本、帶隙為1.7eV的光伏材料在科學(xué)上具有重要意義，在技術(shù)上具有廣闊前景。

硒化鎘（CdSe）是一種II-VI族半導(dǎo)體，在硅基串聯(lián)太陽(yáng)能電池的應(yīng)用中有巨大的潛力，因?yàn)樗哂凶罴训膸都s為1.7 eV、優(yōu)秀的光電性能、高穩(wěn)定性和低制造成本。盡管如此，硒化鎘薄膜太陽(yáng)能電池的進(jìn)展仍與30年前一樣，近年來(lái)對(duì)CdSe薄膜太陽(yáng)能電池的系統(tǒng)研究很少。

研究團(tuán)隊(duì)提出了一種快速熱蒸發(fā)(Rapid Thermal Evaporation, RTE)的方法來(lái)獲得高質(zhì)量的硒化鎘薄膜，并設(shè)計(jì)了硒化鎘薄膜太陽(yáng)能電池。

在這項(xiàng)研究中，快速熱蒸發(fā)法被用來(lái)沉積硒化鎘薄膜，這些薄膜晶體質(zhì)量很高，具有大晶粒尺寸。同時(shí)，硒化鎘薄膜的直接帶隙為1.72eV，缺陷相對(duì)較少。基于高質(zhì)量的硒化鎘薄膜，研究團(tuán)隊(duì)引入了相應(yīng)的電子傳輸層（ETL）和空穴傳輸層（HTL）來(lái)構(gòu)建硒化鎘太陽(yáng)能電池。

研究員表示，這項(xiàng)研究首次利用了快速熱蒸發(fā)法來(lái)沉積硒化鎘薄膜，此外，它還展示了硒化鎘太陽(yáng)能電池的設(shè)備設(shè)計(jì)及其太陽(yáng)能電池的優(yōu)點(diǎn)。未來(lái)，硒化鎘太陽(yáng)能電池在硅基串聯(lián)應(yīng)用中具有很大的潛力，這值得進(jìn)一步研究。

這項(xiàng)研究題為"Rapid thermal evaporation for cadmium selenide thin-film solar cells"，已發(fā)表在Frontiers of Optoelectronics期刊上。

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論文原文：https://link.springer.com/article/10.1007%2Fs12200-021-1217-1

標(biāo)簽： 快速熱蒸發(fā)法 硒化鎘薄膜