利用 a-Si 缓冲层提高 AlxIn1-xN/Si 异质结太阳能电池效率：材料、界面与器件性能研究
材料科学
2025-12-05 v1 应用物理
摘要
本研究探讨了优化的无定形硅 (a-Si) 缓冲层对 AlxIn1-xN 异质结太阳能电池的影响，Al 含量从 0%（InN）到 55% 不等。缓冲层通过 X 射线衍射岩石曲线中 AlInN (0002) 峰的全宽半高数值（FWHM）降低，显著改善了 AlInN 层的结构质量。原子力显微镜检查表明，缓冲层未改变表面粗糙度。a-Si 缓冲层的有效性体现在：在 AM1.5G 照射下，含 35% Al 器件的转换效率从 3.3% 提升至 3.9%。考察 Al 含量对带有 a-Si 缓冲层器件性能的影响，Al 含量为 22% 的器件表现最佳，转换效率达 4.1%，VOC 为 0.42 V，JSC 为 15.4 mA/cm2，FF 为 63.3%。然而，Al 含量超过 36% 时，器件性能下降，由于电阻率增加和载流子浓度降低。这些发现突显了通过射频沉积开发的创新 a-Si 缓冲层以及 Al 含量在优化 AlInN/Si 异质结太阳能电池性能中的关键作用。
引用
@article{arxiv.2512.04243,
title = {Enhancing solar cell efficiency of AlxIn1-xN/Si heterojunctions using an a-Si buffer: A study of material, interface and device properties},
author = {M. Sun and R. G. Cornejo and M. de la Mata and S. I. Molina and B. Damilano and S. Valdueza-Felip and F. B. Naranjo},
journal= {arXiv preprint arXiv:2512.04243},
year = {2025}
}