CdSeTe/CdTe太阳能电池中空穴选择性接触处费米能级钉扎的影响
材料科学
2026-03-10 v1
摘要
P型掺杂的CdTe自由表面肖特基接触，甚至与同质结构的p-ZnTe的界面，经常表现出向下能带弯曲以及中等到高的复合速度。施主型缺陷态引起的费米能级钉扎可以解释这些能带图特征，以及诸如电流-电压(JV)随温度变化(JVT)曲线中第一象限滚降等器件响应特性。寄生性的向下能带弯曲还会产生与电压相关的光电流收集，导致填充因子(FF)效率损失、JV暗/光非叠加(或JV起飞)，以及Jsc-Voc和Suns-Voc测量中的不规则性。在此，我们开发了一个与已知材料和器件表征(包括带尾态和孤立缺陷的光学、热化和陷阱效应)一致的先进CdSeTe/CdTe太阳能电池的器件物理模型。我们利用该模型证明，p-ZnTe/p-CdSeTe空穴接触处由施主型缺陷引起的费米能级钉扎重现了上述可观测现象，并得出结论(对于当代几微米厚的吸收层和低迁移率而言)，它主要影响FF而非Voc。我们研究了在ZnTe/CdTe界面采用假设的钝化空穴选择性层可能带来的性能提升，该层消除了由施主型缺陷引起的向下能带弯曲。对于更薄的器件和更大的少数载流子扩散长度，这些策略对于持续提高效率将变得更加重要。
引用
@article{arxiv.2603.07087,
title = {Impacts of Fermi Level Pinning at Hole-Selective Contacts in CdSeTe/CdTe Solar Cells},
author = {Ariful Islam and Nathan D. Rock and Kh. Aaditta Arnab and Nicholas Miller and James Becker and Michael A. Scarpulla},
journal= {arXiv preprint arXiv:2603.07087},
year = {2026}
}
备注
20 pages, 7 fgures