導(dǎo)讀：巴基斯坦和日本的一個研究小組正在尋求通過應(yīng)用硒化銻制成的背表面場（BSF）層來提高異質(zhì)結(jié)碲化鎘鎘太陽能電池的效率。它聲稱添加該化合物可將CdTe電池效率提高約9％，并具有達(dá)到40％以上效率的技術(shù)潛力。

太陽能電池的方案。圖片：拉賈沙希大學(xué)

來自孟加拉國Rajshahi大學(xué)和日本埼玉大學(xué)的研究人員展示了一種基于碲化鎘(CdTe)的雙異質(zhì)結(jié)太陽能電池，它包含硒化鎘(CdSe)和硒化銻(Sb2Se3)。

研究合著者JakerHossain表示，我們設(shè)計(jì)并模擬了提議的結(jié)構(gòu)。它還沒有在真正的光伏組件中進(jìn)行測試，但我們正在制造真正的電池。他還解釋說，CdSe和CdTe已經(jīng)通過旋轉(zhuǎn)鍍膜方法制造出來，研究小組現(xiàn)在正專注于CdSe和Sb2Se3背表面場(BSF)層的解決過程。然后，我們將準(zhǔn)備實(shí)用的細(xì)胞，他補(bǔ)充說。

“DesignofahighlyefficientCdTe-baseddual-heterojunctionsolarcellwith44%predictedefficiency”,科學(xué)家解釋說,CdSe是一種n型族化合物半導(dǎo)體的直接帶隙1.7eV,很大程度上是利用在發(fā)光二極管、太陽能電池和光電化學(xué)電池。Sb2Se3是一種p型無機(jī)半導(dǎo)體，具有斜方晶結(jié)構(gòu)，直接帶隙為1.2~1.9eV。

巴基斯坦-日本研究小組特別研究了CdSeBSF層的加入對異質(zhì)結(jié)電池性能的影響，這取決于該層的厚度和載流子密度。例如，他們確定當(dāng)BSF層厚度從0增加到50nm時，電池開路電壓從0.89增加到1.1V，當(dāng)BSF層厚度從0增加到200nm時，短路電流從28.5mA/cm2增加到31.5mA/cm2。當(dāng)CdSe厚度超過50nm時，電池效率整體提高，短路電流減小。

對于模擬電池，研究團(tuán)隊(duì)報告了厚度為100nm時的最高效率為32.6%，同時提供了1.15V的開路電壓、32.48mA/cm2的短路電流和88.76%的填充因子。

通過增加CdSeBSF層的載流子濃度并保持50nm的厚度，科學(xué)家們能夠?qū)⒛M電池的轉(zhuǎn)換效率提高到44.14%。該器件的短路電流為49.23mA/cm2，開路電壓為1.05V，填充系數(shù)為85.71%。

論文指出，對不同界面缺陷密度的研究表明，界面缺陷密度對cdte基雙異質(zhì)結(jié)太陽能電池的性能有巨大影響。界面缺陷是由兩種材料各自的結(jié)構(gòu)缺陷引起的，而金屬陽離子在電池制造過程中通過吸收層擴(kuò)散是界面缺陷的主要來源。

然而，研究人員表示，通過使用高效沉積技術(shù)和在電池制造過程中高度注意的Sb2Se3濃度，可以將界面缺陷的影響降到最低。