近表面缺陷：太阳能电池内部与外部开路电压差异的成因
材料科学
2025-12-01 v1 应用物理
摘要
在复杂的多层薄膜太阳能结构中，界面复合的存在导致由光致发光测量的内部开路电压（VOC,in）与外部开路电压（VOC,ex）之间出现差异，即额外的 VOC 亏损。更高的 VOC,ex 值目标需要全面理解 VOC 亏损与界面复合之间的联系。本文针对 Cu 过量条件下生长的铜铟二硒化物太阳能电池，在吸收层/缓冲层界面处建立了一个深的近表面缺陷模型，以解释 VOC,in 与 VOC,ex 之间的差异。该模型基于导纳谱和深能级瞬态谱的实验分析，其显示了深受主缺陷的特征。此外，温度依赖的电流-电压测量证实了近表面缺陷作为界面复合成因的存在。数值模拟表明，吸收层/缓冲层界面附近的局部 VOC,in 急剧下降，导致器件中的 VOC 亏损。该损耗机制导致界面复合，而无需减小的界面带隙或费米能级钉扎。此外，这些发现表明，仅 VOC,in 测量可能不够明确，并可能掩盖界面复合路径的信息，从而确立了需要互补技术（如温度依赖的电流-电压测量）来识别器件中界面复合成因的必要性。
引用
@article{arxiv.2103.15616,
title = {Near surface defects: Cause of deficit between internal and external open-circuit voltage in solar cells},
author = {Mohit Sood and Aleksander Urbaniak and Christian Kameni Boumenou and Thomas Weiss and Hossam Elanzeery and Finn Babbe and Florian Werner and Michele Melchiorre and Susanne Siebentritt},
journal= {arXiv preprint arXiv:2103.15616},
year = {2025}
}
备注
28 pages,14 figures, 1 table