1.4 CZT(S,Se)太陽能電池的概況
CZT(S,Se)[Cu2ZnSn(S,Se)4]材料是非常具有潛力的薄膜太陽能電池吸收層材料。基于CZT(S,se)材料的薄膜太陽能電池的研究是近些年太陽能電池領(lǐng)域的研究熱點之一。經(jīng)過20年左右的發(fā)展,基于CZT(S,Se)材料的太陽能電池的效率由不到1%提升到了10%左右[24-25]。圖1-1展示了近年來CZT(S,Se)太陽能電池發(fā)展的技術(shù)節(jié)點[24-27]。

圖1-1 CZT(S,Se)太陽能電池發(fā)展的技術(shù)節(jié)點
典型的CZT(S,Se)太陽能電池結(jié)構(gòu)如圖1-2所示。CZT(S,Se)太陽能電池通常使用鍍有Mo金屬的鈉鈣玻璃作為襯底材料。Mo作為背電極,同時增強了CZTSe薄膜的附著性,使其不易從襯底上脫落。p型CZT(S,Se)吸收層、N型的緩沖層依次沉積在襯底上。在實際的電池中緩沖層多為CdS材料。緩沖層的作用是在高禁帶寬度的TCO層與低禁帶寬度的CZT(S,Se)層之間提供過渡,減少兩者之間的帶隙失調(diào),同時減小品格失配,對于提高電池性能有非常重要的作用。TCO層也稱為窗口層,是太陽能電池的透明導(dǎo)電電極。TCO層要求具有較高的透光率,同時具備較低的電阻率。在實際的電池制備中常用的TCO材料包括ITO(In2O3:Sn)、AZO(ZnO:Al)等。

圖1-2 CZT(S,Se)太陽能電池結(jié)構(gòu)示意圖