ДЕГРАДАЦИЯ ПАРАМЕТРОВ ФОТОПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ СОЛНЕЧНОЙ ЭНЕРГИИ НА ОСНОВЕ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ТВЕРДЫХ РАСТВОРОВ Cu(In,Ga)Se2 ПРИ ЭЛЕКТРОННОМ ОБЛУЧЕНИИ
Аннотация
Методом испарения элементов Cu, In, Ga и Se из независимых источников на натрийсодержащих стеклянных подложках, покрытых слоем молибдена, выращены тонкие поликристаллические пленки Cu(In,Ga)Se2 (CIGS). Изучено влияние электронного облучения на электрические и оптические свойства тонких пленок CIGS и солнечных элементов со структурой ZnO:Al/i-ZnO/CdS/CIGS/Mo/стекло. Установлено, что деградация электрических параметров солнечных элементов (напряжения холостого хода, плотности тока короткого замыкания и коэффициента полезного действия) обусловлена образованием радиационных дефектов (рекомбинационных центров) с глубокими энергетическими уровнями в запрещенной зоне базовых слоев CIGS. Обнаружено, что после электронного облучения значительно уменьшается интенсивность близкраевой люминесценции в области 1,1 эВ и появляются полосы люминесценции с максимумами 0,93 и 0,75 эВ.
Ключевые слова
Об авторах
А. В. Мудрый
Научно-практический центр НАН Беларуси по материаловедению, г. Минск
Беларусь
Беларусь
Н. Рефахати
Научно-практический центр НАН Беларуси по материаловедению, г. Минск
Беларусь
Беларусь
В. Д. Живулько
Научно-практический центр НАН Беларуси по материаловедению, г. Минск
Беларусь
Беларусь
М. В. Якушев
Научно-практический центр НАН Беларуси по материаловедению, г. Минск
Беларусь
Беларусь
Р. В. Мартин
Университет Страсклайд, г. Глазго
Великобритания
Великобритания
Список литературы
1. Contreras, M.A. Wide band gap Cu(In,Ga)Se2 solar cells with improved energy conversion efficiency / M.A. Contreras [et al.] // Prog. Photovolt. Appl. Res. – 2012. – Vol. 20, Is. 7. – P. 843–850.
2. Jackson, P. New world record efficiency for Cu(In,Ga)Se2 thin film solar cells beyond 20 % / P. Jackson [et al.] // Prog. Photovolt. Appl. Res. – 2011. – Vol. 19, Is. 7. – P. 894–897.
3. Green, M.A. Solar cells efficiency tables (version 43) / M.A. Green [et. al.] // Prog. Photovolt. Appl. Res. – 2014. – Vol. 22, Is. 1. – P. 1–9.
4. Jasenek, A. Defect generation in Cu(In,Ga)Se2 heterojunction solar cells by high-energy electron and proton irradiation / A. Jasenek, U. Rau // J. Appl. Phys. – 2001. – Vol. 9, № 2. – P. 650–658.
5. Мудрый, А.В. Радиационные дефекты в тонких пленках Cu(In,Ga)Se2 при высокоэнергетическом электроном облучении / А.В. Мудрый [и др.] // Журнал прикладной спектроскопии. – 2005. – T. 72, № 6. – С. 805–808.
6. Morioka, G. First flight demonstration of filmlaminated InGaP/GaAs and CIGS thin film solar cells by JAXA’S small satellite in LEO / G. Morioka [et al.] // Prog. Photovolt. Appl. Res. – 2011. – Vol. 19, Is. 7. – P. 825–833.
7. Gabor, A.M. High-efficiency CuInxGa1-xSe2 solar cells made from (Inx, Ga1-x)2Se3 precursor films / A.M. Gabor [et al.] // Appl. Phys. Lett. – 1994. – Vol. 65, Is. 2. – P. 198–200.
8. Shafarman, W.N. Cu(In,Ga)Se2 Sollar Cells / W.N. Shafarman, L.Stolt // Handbook of Photovoltaic Science and Enginering. Edited by A.
9. Luque and S. Hegedus. – John Wiley and Sons, Ltd. – 2003. – P. 567–616.
10. Мудрый, А.В. Дефектообразование в тонких пленках халькопиритных полупроводни-ков Cu(In,Ga)Se2 при облучении протонами / А.В. Мудрый [и др.] // Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования. – 2006. – № 11. – С. 35–38.
11. Короткий, А.В. Структурные и оптические свойства гетероструктур CdS / Cu(In,Ga)Se2, облученных высокоэнергетическими электронами / А.В. Короткий [и др.] // Журнал прикладной спектроскопии. – 2010. – Т. 77, № 5. – С. 725–731.
12. Hirose, Y. Optical and electrical properties of electron-irradiated Cu(In,Ga)Se2 solar cells / Y. Hirose [et al.] // Thin Solid Film. – 2011. – Vol. 519. – P. 7321–7323.
13. Hirose, Y. Effects of proton irradiation on optical and electrical properties of Cu(In,Ga)Se2 solar cells / Y. Hirose [et al.] // Japan. J. Appl. Phys. – 2012. – Vol. 51. – P. 111802-1–111802-4.
14. Grzeta-Plenkovic, B. Crystal data for AgGaxIn1-xSe2 and CuGaxIn1-xSe2/ B. Grzeta-Plenkovic [et al.] // Appl. Cryst. – 1980. – Vol. 13, Part 3. – P. 311–315.
15. Tinoco, T. Phase Diagram and Optical Energy Gaps for CuInyGa1-ySe2 Alloys / T. Tinoco [et al.] // Phys. Stat. Sol. (a). – 1991. – Vol. 124, Is. 2. – P. 427–434.
16. Friedrich, E.J. X-ray Difraction Data and Rietveld refinement of CuGaxIn1-xSe2 (x = 0.15 and x= 0.50) / E.J. Friedrich [et al.] // Power Diffraction. – 2010. – Vol. 25, Is. 3. – P. 253–257.
17. Мудрый, А.В. Структурные и оптические свойства тонких пленок полупроводниковых соединений Cu(In,Ga)Se2 c различным химическим составом / А.В. Мудрый [и др.] // Журнал прикладной спектроскопии. – 2010. – Т. 77, № 3. – С. 400–406.
18. Zhang, S.B. Defect physics of the CuInSe2 chalcopyrite semiconductor / S.B. Zhang [et al.] // Phys. Rev. B. – 1998. – Vol. 57, № 16 – P. 9642–9656.
19. Weinert, K. Consequence of 3-MeV electron irradiation on the photovoltaic output parameters of Cu(In,Ga)Se2 solar cells / K. Weinert [et. al.] // Thin Solid Films. – 2003. – Vol. 431–432. – P. 453–456.
Рецензия
Для цитирования:
Мудрый А.В., Рефахати Н., Живулько В.Д., Якушев М.В., Мартин Р.В. ДЕГРАДАЦИЯ ПАРАМЕТРОВ ФОТОПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ СОЛНЕЧНОЙ ЭНЕРГИИ НА ОСНОВЕ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ТВЕРДЫХ РАСТВОРОВ Cu(In,Ga)Se2 ПРИ ЭЛЕКТРОННОМ ОБЛУЧЕНИИ. Приборы и методы измерений. 2014;(1):106-114.
For citation:
Mudryi A.V., Refahati N., Zhivulko V.D., Yakushev M.V., Martin R.W. DEGRADATION OF SOLAR CELLS PARAMETERS FABRICATED ON THE BASIS OF Cu(In,Ga)Se2 SEMICONDUCTOR SOLID SOLUTIONS UNDER ELECTRON IRRADIATION. Devices and Methods of Measurements. 2014;(1):106-114. (In Russ.)
Просмотров:
934
Послать статью по эл. почте 