CdTeS-zonnecel bereikt 20 procent conversie-efficiëntie door bandgapgradiënt

Voor het eerst hebben Amerikaanse wetenschappers bandgap-gradiënten toegepast op fotovoltaïsche CdTe-cellen. Het resultaat is een toename van hun efficiëntie en nullastspanning, evenals een lagere niet-stralingsverbinding.

Onderzoekers van de Universiteit van Toledo en het Oak Ridge National Laboratory van het Amerikaanse ministerie van Energie hebben voor het eerst bandafstandgradiënten gebruikt om de prestaties van commerciële op tin(IV)oxide gebaseerde cadmiumseleniumtelluride (CdSeTe)-zonnecellen 2) met bufferlagen te verbeteren.

De wetenschappers beschrijven hun ontdekking van een efficiëntie van 20 procent van polykristallijne Cd(Se,Te) dunne-film zonnecellen met een samenstellingsgradiënt nabij de voorste kruising, die werd gepubliceerd in Nature Communications. Ze zeggen dat commerciële SnO2-buffers zeer stabiel zijn en gemakkelijk kunnen worden gereproduceerd met de gewenste elektronische geleidbaarheid.

"Dankzij deze voordelen wordt SnO2 al tientallen jaren met succes gebruikt bij de fabricage van CdTe", zeggen ze, erop wijzend dat deze buffertechnologie onlangs is vervangen door zink-magnesiumoxide (ZMO). Het belangrijkste obstakel is de lage elektronengeleiding van de ZMO-buffer. laag, die zelfs met niet-intrinsieke doping moeilijk te verbeteren is.

Het Amerikaanse team zei dat de bandgap-gradiënt met succes is toegepast op andere soorten dunnefilmzonnecellen met als doel hun nullastspanning te verhogen, eraan toevoegend dat het moet worden gebruikt in CdSeTe-apparaten door een dunne laag cadmiumsulfide toe te voegen (CdS ) naar het voorste verbindingsgebied terwijl de vorming van schadelijke interfaces wordt vermeden.

"De sleutel tot dit succes is de toevoeging van oxide CdS- en CdSe-lagen voorafgaand aan het afzetten van de CdTe-absorptielaag", zeiden ze.

De geleerden construeerden deze bufferlaag van cel 2, de eerder genoemde geoxideerde CdS- en CdSe-lagen, de CdTe-laag en de koper(I)thiocyanaat(I) (cus cn) holte-extractielaag met behulp van een transparante geleidende oxidelaag (TCO) (SnO)