硒薄膜太阳能电池的激光退火与固相外延
材料科学
2024-12-24 v2 应用物理
摘要
硒因其 1.95 eV 的宽直接带隙而在太阳能电池研究中重新成为一种有前景的光伏材料，这使其成为叠层光伏器件中顶电池的合适候选者。然而，硒薄膜的光电质量已被确定为实现高效硒太阳能电池的关键瓶颈。在本研究中，我们提出了一种利用激光退火使硒薄膜结晶的新方法，以替代传统使用的热退火策略。通过经半透明衬底进行激光退火，形成一层埋藏的高质量硒晶畴，并将其用作固相外延的生长模板。与热退火的硒薄膜相比，所得硒薄膜具有更大且取向性更强的晶粒，且表面粗糙度可忽略不计。我们利用该策略制备了光伏器件，并展示了创纪录的理想因子 n=1.37、创纪录的填充因子 FF=63.7% 以及 5.0% 的功率转换效率 PCE=5.0%。所提出的激光退火策略具有普遍适用性，是在需要高温同时保持低衬底温度的条件下结晶多种光伏材料的一种有前景的方法。
引用
@article{arxiv.2306.11311,
title = {Laser-Annealing and Solid-Phase Epitaxy of Selenium Thin-Film Solar Cells},
author = {Rasmus Nielsen and Tobias H. Hemmingsen and Tobias G. Bonczyk and Ole Hansen and Ib Chorkendorff and Peter C. K. Vesborg},
journal= {arXiv preprint arXiv:2306.11311},
year = {2024}
}