Hochkonzentrierte Silberlegierung und steile Rückkontakt-Galliumabstufung ermöglichen Kupfer-Indium-Gallium-Selenid-Solarzelle mit 23,6% Wirkungsgrad

Titel	Hochkonzentrierte Silberlegierung und steile Rückkontakt-Galliumabstufung ermöglichen Kupfer-Indium-Gallium-Selenid-Solarzelle mit 23,6% Wirkungsgrad
Autoren	Jan Keller, Klara Kiselman, Olivier Donzel-Gargand, Natalia M. Martin, Melike Babucci, Olle Lundberg, Erik Wallin, Lars Stolt, Marika Edoff
Zeitschrift	Natur Energie
Datum	02/19/2024
DOI	10.1038/s41560-024-01472-3
Einführung	Chalkopyrit-Solarzellen haben Wirkungsgrade von bis zu 23,35 % erreicht, aber eine weitere Verbesserung hat sich als schwierig erwiesen. In dieser Arbeit wird die Erreichung eines zertifizierten Wirkungsgrads von 23,64 % für eine (Ag,Cu)(In,Ga)Se2-Solarzelle beschrieben, die durch mehrere wichtige Ansätze erreicht wurde. Dazu gehören die Integration eines erheblichen Silberanteils ([Ag]/([Ag] + [Cu]) = 0,19) in die Absorberschicht und die Anwendung eines ausgeprägten Gallium-Grading-Profils. Dieses Profil weist eine hohe Galliumkonzentration in der Nähe des Molybdän-Rückkontakts auf, die zu einer konstanten, niedrigeren Konzentration in der Nähe der CdS-Pufferschicht abnimmt. Durch diese präzise Elementverteilung werden laterale und tiefe Schwankungen der Bandlücke wirksam gemildert, wodurch die Leerlaufspannungsverluste verringert werden. Außerdem ist die resultierende Bandlückenenergie optimal auf etwa 1,15 eV eingestellt. Eine zusätzliche Strategie beinhaltet eine Rubidiumfluorid (RbF)-Nachbehandlung, die die Bildung einer Rb-In-Se-Phase (wahrscheinlich RbInSe2) ermöglicht, die die Absorberoberfläche effektiv passiviert. In der Studie werden auch künftige Forschungsmöglichkeiten aufgezeigt, um einen Wirkungsgrad von 25 % zu erreichen.
Zitat	Jan Keller, Klara Kiselman und Olivier Donzel-Gargand et al. Hochkonzentrierte Silberlegierung und steile Rückkontakt-Galliumabstufung ermöglichen Kupfer-Indium-Gallium-Selenid-Solarzelle mit 23,6% Wirkungsgrad. Nat. Energy. 2024. DOI: 10.1038/s41560-024-01472-3
Element	Silber (Ag)

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