I detta protokoll beskriver vi det detaljerade experimentella förfarandet för tillverkning av en robust nanoskalig kontakt mellan ett silvernanowire-nät och CdS-buffertlager i en CIGS-tunnfilms-solcell.
Silvernanowire transparenta elektroder har använts som fönsterskikt för Cu (in, ga) se2 thin-film solceller. Kala silvernanowire-elektroder resulterar normalt i mycket dålig cell prestanda. Inbäddning eller sandwiching silvernanotrådar med måttligt ledande transparenta material, såsom indium tenn oxid eller zinkoxid, kan förbättra cellernas prestanda. De lösningsbehandlade mat ris lagren kan dock orsaka ett betydande antal interansiktsdefekter mellan genomskinliga elektroder och CdS-bufferten, vilket så småningom kan resultera i låga cell prestanda. Detta manuskript beskriver hur man fabricera robust elektrisk kontakt mellan en silvernanowire elektrod och den underliggande CdS buffertlagret i en Cu (i, ga) se2 solcell, vilket möjliggör hög cell prestanda med hjälp av Matrix-fri silvernanowire transparent Elektroder. Den Matrix-fri silvernanowire elektrod fabricerade av vår metod bevisar att laddning-Carrier insamling förmåga silver nanowire elektrod-baserade celler är lika bra som för standard celler med finfördelat ZNO: Al/i-ZNO så länge silvernanotrådar och CdS har elektrisk kontakt av hög kvalitet. Den högkvalitativa elektriska kontakten uppnåddes genom att deponera ett extra CdS-skikt så tunt som 10 nm på silvernanowire-ytan.
Silvernanowire (AgNW) nätverk har studerats i stor utsträckning som ett alternativ till indium Tin Oxide (ITO) transparent bedriva tunna filmer på grund av deras fördelar jämfört med konventionella transparenta ledande oxider (TCOs) i form av lägre bearbetning kostnader och bättre mekanisk flexibilitet. Lösning-bearbetade AgNW nätverk transparenta ledande elektroder (TCEs) har således varit anställda i Cu (in, ga) se2 (CIGS) thin-film solceller1,2,3,4,5 , 6. lösning-bearbetade agnw tces är normalt tillverkas i form av inbäddade-agnw eller Sandwich-agnw strukturer i en ledande matris som PEDOT: PSS, Ito, ZnO, etc.7,8,9, 10,11 matrisen lagren kan förbättra att insamlingen av laddningsbärare som finns i de tomma utrymmena i agnw nätet.
Mat ris lagren kan emellertid generera mellanansiktsdefekter mellan mat ris skiktet och underliggande CDS-buffertlager i CIGS-tunnfilms-solceller12,13. De gränsskikts defekter orsakar ofta en kink i den nuvarande densitet-spänning (J-V) kurva, vilket resulterar i en låg fyllningsfaktor (FF) i cellen, vilket är skadligt för sol cells prestanda. Vi har tidigare rapporterat en metod för att lösa detta problem genom att selektivt deponera en extra tunn CdS lager (2nd CDS Layer) mellan agnws och CDs buffert Layer14. Införlivandet av en ytterligare CdS lager förstärkt kontaktegenskaper i korsningen mellan AgNW och CdS lager. Följaktligen har transportören i AgNW-nätverket förbättrats avsevärt och cell prestandan har förbättrats. I detta protokoll beskriver vi det experimentella förfarandet för att tillverka robust elektrisk kontakt mellan AgNW-nätverket och CdS-buffertlagret med hjälp av ett 2nd CDS-skikt i en CIGS-tunnfilms-solcell.
Observera att nedfalls tiden för 2nd CDS-skiktet måste optimeras för att uppnå optimal cell prestanda. När nedfall tiden ökar, tjockleken på 2nd CDS skiktet ökar, och därmed kommer den elektriska kontakten förbättras. Men ytterligare deposition av 2nd CDS skiktet kommer att resultera i ett tjockare skikt som minskar ljusabsorption, och enhetens effektivitet kommer att minska. Vi uppnådde den bästa cellen prestanda med 10 min av nedfall tid för 2nd CDS lager och fa…
The authors have nothing to disclose.
Denna forskning stöddes av den egna forsknings-och utvecklingsprogram av Korea Institute of Energy Research (KIER) (B9-2411) och den grundläggande forskningsprogram genom National Research Foundation of Korea (NRF) som finansieras av ministeriet för Utbildning (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 |