Количественный анализ оптических и рекомбинационных потерь в тонкопленочных солнечных элементах на основе Cu(In,Ga)Se2
Косяченко Л.А.1, Литвиненко В.Я.1, Маслянчук Е.Л.1
1Черновицкий национальный университет, Черновцы, Украина
Email: Iakos@chv.ukrpack.net
Поступила в редакцию: 29 июля 2015 г.
Выставление онлайн: 20 марта 2016 г.
Проведен теоретический анализ оптических и рекомбинационных потерь в тонкопленочном солнечном элементе на основе Cu(In,Ga)Se2 с шириной запрещенной зоны 1.36-1.38 эВ. Определено оптическое пропускание слоев ZnO и CdS, через которые излучение вводится в поглощающий слой. Исходя из оптических констант найдены оптические потери, обусловленные отражением на границах раздела (7.5%) и поглощением в слоях ZnO и CdS (10.2%). Для расчета рекомбинационных потерь рассмотрено спектральное распределение квантовой эффективности гетероструктуры CdS/CuIn1-xGaxSe2. Показано, что с учетом дрейфовой и диффузионной компонент, рекомбинации на передней и задней поверхностях поглотителя можно в деталях аналитически описать спектры квантовой эффективности исследуемого солнечного элемента. Из сопоставления результатов расчета с экспериментом определены реальные параметры солнечного элемента. Определены также потери, обусловленные рекомбинацией фотогенерированных носителей заряда на фронтальной и тыльной поверхностях поглощающего слоя (1.8% и <0.1% соответственно), в его нейтральной части (7.6%) и в области пространственного заряда p-n-гетероперехода (1.0%). Предложена коррекция параметров Cu(In,Ga)Se2, повышающая эффективность собирания заряда.
- M.A. Green, K. Emery, Y. Hishikawa, W. Warta, E.D. Dunlop. Prog. Photovolt. Res. Appl., 21, 827 (2013)
- P. Jackson, D. Hariskos, R. Wuerz, W. Wischmann, M. Powalla. Phys. Status Solidi RRL, 8, 219 (2014)
- L.A. Kosyachenko, E.V. Grushko, X. Mathew. Solar Energy Mater. and Solar Cells, 96, 231 (2012)
- L.A. Kosyachenko, X. Mathew, V.Ya. Roshko, E.V. Grushko. Solar Energy Mater. and Solar Cells, 114, 179 (2013)
- W.N. Shafarman, S. Siebentritt, L. Stolt. In: Handbook of Photovoltaic Science and Engineering, 2nd edn. (John Wiley \& Sons, Ltd. West Succex, UK, 2011) p. 546
- Zhong-Hong Dai, Rong-Jun Zhang, Jie Shao, Yi-Ming Chen, Yu-Xiang Zheng, Jia-Da Wu, Liang-Yao Chen. J. Korean Phys. Soc., 55, 1227 (2009)
- S. Ninomiya, Sadao Adachi. J. Appl. Phys., 78, 1183 (1995)
- P.D. Paulson, R.W. Birkmire, W.N. Shafarman. J. Appl. Phys., 94, 879 (2003)
- V.L. Bonch-Bruevich. Phys. Status Solidi B, 42 (1), 35 (1970)
- M. Born, E. Wolf. Principles of Optics, 7th edn. (University Press, Cambridge, 1999) Sec. 1.6.4
- Reference solar spectral irradiance at the ground at different receiving conditions. Standard of International Organization for Standardization ISO 9845-1:1992
- L. Kosachenko, T. Toyama. Solar Energy Mater. and Solar Cells, 120 (pt B), 512 (2014)
- L. Kosachenko, A.I. Savchuk, E.V. Grushko. Thin Sol. Films, 517, 2386 (2009)
- S.M. Sze, K.K. Ng. Physics of Semiconductor Devices, 3rd edn (Wiley-Interscience, New Jersey, 2006)
- Y. Okuhara, H. Matsubara, C. Numako, M. Takata. J. Australian Ceramic Society, 49, 15 (2013)
- Chien-Dhen Diao, Hsin-Hui Kuo, Wen-Cheng Tzou, Yen-Lin Chen, Cheng-Fu Yang. Materials, 7, 206 (2014)
- G. Brown, V. Faifer, A. Pudov, S. Anikeev, E. Bykov, M. Contreras, J. Wu. Appl. Phys. Lett., 96, 022 104 (2010)
- S.A. Dinca, E.A. Schiff, W.N. Shafarman, B. Egaas, R. Noufi, D.L. Young. Appl. Phys. Lett., 100, 103 901 (2012)
- K. Puech, S. Zott, K. Leo, M. Ruckh, H.-W. Schock. Appl. Phys. Lett., 69, 3375 (1996)
- I. Repins, M. Contreras, M. Romero, Y. Yan, W. Metzger, J. Li, S. Johnston, B. Egaas, C. DeHart, J. Scharf, B.E. McCandless, R. Noufi. The 33rd IEEE Photovoltaic Specialists Conf. (San-Diego, California, 2008) Paper NREL/CP-520-42539
- K. Hecht. Zeits. Phys., 77, 235 (1932)
- C. Sah, R. Noyce, W. Shockley. Proc. IRE, 46, 1228 (1957)
- L.A. Kosachenko, E.V. Grushko, V.V. Motushchuk. Solar Energy Mater. and Solar Cells, 90, 2201 (2006).
Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.
Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.