Si衬底Cu2ZnSnS4太阳能电池的数值分析

摘要：

在Si衬底上制备的Cu2ZnSnS4(CZTS)太阳能电池具有CZTS与Si衬底的晶格失配低的优点,但目前其转换效率仍较低.本文采用异质结太阳能电池仿真软件Afors-het对Si衬底CZTS太阳能电池进行数值计算.对现有的p-CZTS/n-Si太阳能电池的计算结果表明,在该电池结构中p-CZTS和n-Si分别起窗口层和吸收层的作用,但p-CZTS具有高光吸收系数,使大部分入射光无法透过p-CZTS层进而被n-Si吸收,限制了电池的转换效率.本文提出以p-Si作为衬底的n-ZnO:Al/i-ZnO/n-CdS/p-CZTS/p-Si太阳能电池结构.计算得到的p-CZTS/p-Si结构的暗态电流密度-电压(J–V)特性曲线均为线性曲线,表明p-CZTS与p-Si为欧姆接触以及p-Si作为p-CZTS的背电极的可行性.进一步计算了p-Si的厚度与掺杂浓度、p-CZTS的厚度与掺杂浓度对n-ZnO:Al/i-ZnO/n-CdS/p-CZTS/p-Si太阳能电池光伏特性的影响,在不考虑寄生串并联电阻效应和缺陷态的理想情况下,电池的最高转换效率为28.41％.本文计算结果表明,n-ZnO:Al/i-ZnO/n-CdS/p-CZTS/p-Si太阳能电池可解决现有p-CZTS/n-Si结构存在的问题,是一种合适的Si衬底CZTS太阳能电池结构.

关键词：Cu2ZnSnS4、Si、背电极、光伏特性

所属期刊栏目：70

分类号：TQ153.3;TM914.4;TN305.93

资助基金：国家自然科学基金;广东省科技计划;资助的课题

在线出版日期：2021-06-04（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：340-348