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高光谱成像在评估太阳能电池传输性能中的应用

发布时间:2021-06-02 13:54:46 浏览量:2436 作者:Leaf

摘要

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。


正文


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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