I denne protokol beskriver vi den detaljerede eksperimentelle procedure for fabrikation af en robust nanoskala kontakt mellem et sølv nanowire-netværk og CdS-buffer lag i en CIGS-tynd film-solcelle.
Silver nanowire gennemsigtige elektroderne er blevet anvendt som vindues lag til cu (in, GA) Se2 tynde film solceller. Bare sølv nanowire elektroderne normalt resulterer i meget dårlig celle ydeevne. Indlejring eller klemning af sølv nanoledninger ved hjælp af moderat ledende gennemsigtige materialer, såsom indium tin oxid eller zinkoxid, kan forbedre cellernes ydeevne. Men den løsning-forarbejdede matrix lag kan forårsage et betydeligt antal grænseflade defekter mellem gennemsigtige elektroder og CDS buffer, som i sidste ende kan resultere i lav celle ydeevne. Dette manuskript beskriver, hvordan man fabrikerer robust elektrisk kontakt mellem en sølv nanowire-elektrode og det underliggende CdS-buffer lag i en cu (in, GA) Se2 -solcelle, der muliggør høj celle ydeevne ved hjælp af matrix-fri sølv nanowire transparent Elektroder. Den matrix-fri sølv nanowire-elektrode, der er fremstillet af vores metode, viser, at det er så godt som standard celler med sprudede ZnO: al/i-ZnO, så længe sølv nanoledningerne og Cd’er har elektrisk kontakt af høj kvalitet. Den elektriske kontakt af høj kvalitet blev opnået ved at deponere en ekstra CdS lag så tynde som 10 nm på sølv nanowire overflade.
Silver nanowire (AgNW) netværk er blevet grundigt undersøgt som et alternativ til indium tin oxid (ITO) transparent gennemføre tynde film på grund af deres fordele i forhold til konventionelle gennemsigtige ledende oxider (TCOs) i form af lavere forarbejdningsomkostninger og bedre mekanisk fleksibilitet. Løsning-forarbejdet AgNW netværk gennemsigtige ledende elektroderne (TCEs) har således været beskæftiget i Cu (in, GA) Se2 (CIGS) tynde film solceller1,2,3,4,5 , 6. Solution-forarbejdede agnw TCEs er normalt fabrikeret i form af indlejrede-agnw eller sandwich-agnw strukturer i en ledende matrix såsom pedot: PSS, Ito, ZnO, etc.7,8,9, 10,11 matrix lagene kan forbedre, at indsamlingen af de Charge bærere til stede i de tomme rum i agnw netværket.
Men matrix lagene kan generere grænseflade defekter mellem matrixlaget og underliggende cd’er buffer lag i CIGS tynd-film solceller12,13. De grænseflade defekter ofte forårsage en Kink i den nuværende tæthed-spænding (J-V) kurve, hvilket resulterer i en lav fyldnings faktor (FF) i cellen, hvilket er til skade for solens celle ydeevne. Vi har tidligere rapporteret en metode til at løse dette problem ved selektivt at deponere et ekstra tyndt CdS-lag (2nd CDS-lag) mellem agnws og CDS-buffer laget14. Inkorporeringen af et ekstra CdS-lag forbedrede kontakt egenskaberne i krydset mellem AgNW-og CdS-lagene. Derfor blev Carrier-samlingen i AgNW-netværket væsentligt forbedret, og cellens ydeevne blev forbedret. I denne protokol beskriver vi den eksperimentelle procedure for at fabrikere robust elektrisk kontakt mellem AgNW-netværket og CdS-buffer laget ved hjælp af et 2nd -CDS-lag i en CIGS-tynd-film-solcelle.
Bemærk, at aflejrings tiden for 2nd CDS-laget skal optimeres for at opnå den optimale celle ydelse. Som deposition tid stiger, tykkelsen af 2nd CDS lag stiger, og dermed, den elektriske kontakt vil forbedre. Men yderligere deposition af 2nd CDS lag vil resultere i et tykkere lag, der reducerer lys absorption, og enhedens effektivitet vil falde. Vi opnåede den bedste celle ydeevne med 10 min af deposition tid til 2nd CDS lag og fastslået, at celle effektiviteten faldt med l?…
The authors have nothing to disclose.
Denne forskning blev støttet af in-House forsknings-og udviklingsprogram af Korea Institute of Energy Research (KIER) (B9-2411) og det grundlæggende videnskabelige forskningsprogram gennem National Research Foundation of Korea (NRF) finansieret af Ministeriet for Uddannelse (Grant NRF-2016R1D1A1B03934840).
Mo | Materion | Purity: 3N5 | Mo sputtering |
Cu | 5N Plus | Purity: 4N7 | CIGS deposition |
In | 5N Plus | Purity: 5N | CIGS deposition |
Ga | 5N Plus | Purity: 5N | CIGS deposition |
Se | 5N Plus | Purity: 5N | CIGS deposition |
Ammonium acetate | Alfa Aesar | 11599 | CdS reaction solution |
Ammonium hydroxide | Alfa Aesar | L13168 | CdS reaction solution |
Cadmium acetate dihydrate | Sigma-Aldrich | 289159 | CdS reaction solution |
Thiourea | Sigma-Aldrich | T8656 | CdS reaction solution |
Silver Nanowire | ACSMaterial | AgNW-L30 | AgNW dispersion |