薄膜太阳能电池的记录转化效率近23％，特别是基于Cu（In，Ga）SE的转化效率GydF4y2Ba2GydF4y2Ba吸收器。这样的太阳能电池包含带有标准堆叠序列的薄膜堆栈GydF4y2Ba2GydF4y2Ba/mo/玻璃（见图1A）。GydF4y2Ba
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图1。GydF4y2BaSEM（a）和Panchromatic CL图像（b）在同一相同区域上获得的横截面样品中获得的相同区域，从ZnO/CDS Cu（in，GA）SE制备GydF4y2Ba2GydF4y2Ba/mo/玻璃太阳能电池堆栈。GydF4y2Ba
Microscopic Analysis of Solar-Cell Devices Through Cathodoluminescence Measurement
这些高度相关的太阳能电池设备的微观研究的重要部分是使用阴极发光（CL）在扫描电子显微镜（SEM）中的光电表征。GydF4y2Ba
在高效率太阳能电池中，Cu（in Ga）SE的独特特征GydF4y2Ba2GydF4y2Ba层是垂直于底物的GA/梯度，其浓度较小（较大）的GA（IN）浓度接近CDS/ZnO层，并且MO背部接触附近的较大（较小）GA（较小）GA（较小）GA（IN）浓度。GydF4y2Ba
自CugaseGydF4y2Ba2GydF4y2Ba与Cuinse相比，具有更大的带隙能量（1.68 eV）GydF4y2Ba2GydF4y2Ba（1.04 eV），Cu（in，Ga）SE的光电特性GydF4y2Ba2GydF4y2Ba层在梯度中受到显着影响。尽管可以使用能量分散性X射线光谱法测量GA/在梯度中进行测量，并有助于间接地得出局部带隙能量的结论，但直接访问这些局部的光电量仍然很重要。GydF4y2Ba
Cu（in Ga）SEGydF4y2Ba2GydF4y2Ba通过三阶段的过程，通过在Mo涂层（溅射，1 µm）苏打水玻璃底物（2 mm）的元素来源的元素来蒸发了当前研究的薄膜（2 µm）。在此过程中，将SE，GA和IN共同蒸发（第1阶段），SE和CU被沉积到CuS形成Cu（in，Ga）SE上GydF4y2Ba2GydF4y2Ba（第2阶段），然后再次将SE，GA和IN共同蒸发直到Cu（in Ga）SEGydF4y2Ba2GydF4y2Ba层变成Cu缺陷，并且消耗了Cuxse。GydF4y2Ba
接下来，Cu（in Ga）SEGydF4y2Ba2GydF4y2Ba/MO/玻璃堆栈还用于完成完整的太阳能电池。为了执行此步骤，将CDS缓冲层（约50 nm）沉积在化学浴中，并将ZnO：al/i-Zno Bilayer（厚度约为40和500 nm）溅射。最终在ZnO：Al/i-Zno BiLayer上沉积了一个Ni-Al网格，以启用当前的收集（请参阅图1A的完整太阳能电池堆栈）。GydF4y2Ba
CL measurements were carried out in a Zeiss Merlin scanning electron microscope. A DELMlC SPARC CL system, fitted with an iDus InGaAs array as a detector, was also used for this purpose. All CL measurements were conducted at room temperature.
结果GydF4y2Ba
在检查区域的每个像素（大约50 nm）中获得了CL光谱。图1B中显示了与图1A中指示的区域相同的区域的全脂cl图像。进行了能量分散性X射线光谱法（EDX），以在垂直到基板的横截面样品上获得GA分布。图2（红色曲线）显示了相应的线can。GydF4y2Ba
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图2。GydF4y2Ba横截面标本上的GA分布垂直于通过能量X射线光谱法获得的底物（红色）和局部带隙能（黑色）的相应分布。还给出的是1.2和1.3 eV的带隙能的波长值。GydF4y2Ba
如预期的那样，它显示出较小的GA朝CDS/ZnO缓冲区/窗口层，而GA向MO背部接触更大，距CDS/CU（in，GA）SE的局部最小值距离局部最小值100 nmGydF4y2Ba2GydF4y2Ba界面。GydF4y2Ba
可以通过GydF4y2BaeGydF4y2BaGGydF4y2Ba（（GydF4y2BaXGydF4y2Ba）=（1-GydF4y2BaXGydF4y2Ba）GydF4y2BaeGydF4y2BaGGydF4y2Ba（CuinseGydF4y2Ba2GydF4y2Ba）+XEGydF4y2BaGGydF4y2Ba（cugaseGydF4y2Ba2GydF4y2Ba） -GydF4y2BaBxGydF4y2Ba（1-GydF4y2BaXGydF4y2Ba）， 在哪里GydF4y2BaXGydF4y2Ba= [ga]/（[in] + [ga]）和GydF4y2BabGydF4y2Ba是鞠躬因子（值GydF4y2BabGydF4y2Ba= 0.2用于图2中所示的随后曲线。GydF4y2Ba
通过估计图1所示的CL图中的峰值变化，可以直接访问局部带隙能的分布。沿着图3a所示的箭头获得了线扫（见图3B），显示较大的峰波长，因此在CDS/ZnO层附近具有较小的峰值能量。GydF4y2Ba
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图3GydF4y2Ba。（a）来自ZnO/CDS/CU（in，GA）SE的SEM图像GydF4y2Ba2GydF4y2Ba/mo/玻璃太阳能电池堆栈。沿着该图像中给出的箭头，从Cl光谱图像（B）中提取线can。该线can与根据EDX测量的GA分布计算得出的带隙波长的分布非常吻合。GydF4y2Ba
当通过EDX获得的带隙波长值与图2的深度/距离绘制时，与图3B中所示的线can相同的方式（另请参见图3C）相同，很明显，这两个分布都具有极好的一致性。因此，CL测量适当地重现了带隙能量/波长的预测分布。GydF4y2Ba
结论GydF4y2Ba
总而言之，已经证明，可以在室温下通过CL检查半导体材料的带隙能量的局部差异，并以100 nm的空间分辨率进行。亚博网站下载GydF4y2Ba
The spatial resolution is also shown to rely on the diffusion length of the minority charge carriers in the material being analyzed. However, the current study demonstrates that in general, CL can be a highly valuable method for investigating the optoelectronic characteristics of thin-film photovoltaic materials.
此信息已从Delmic B.V.提供的材料中采购，审查和改编。亚博网站下载GydF4y2Ba
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