Gümüş Nanowire elektrot ve CD tampon katmanı arasında cu (ın, GA) se2 ince-film güneş pilleri arasında sağlam Nanoölçek temas imalatı
Summary
Bu protokolde, biz bir gümüş nanotel ağ ve CD tampon katmanı arasında bir CIGS ince film güneş hücresi arasında sağlam bir nano temas imalat için ayrıntılı deneysel prosedür açıklanmaktadır.
Abstract
Gümüş nanotel şeffaf elektrotlar cu (ın, GA) se2 ince film güneş pilleri için pencere katmanları olarak istihdam edilmiştir. Çıplak gümüş nanotel elektrotlar normalde çok kötü hücre performansı neden. Indum kalay oksit veya çinko oksit gibi orta iletkenli şeffaf malzemeler kullanarak gümüş nanoteller katıştırma veya sandviç, hücre performansını artırabilir. Ancak, çözelti işlenmiş matris katmanları şeffaf elektrotlar ve CD tampon arasında önemli sayıda arayüzey kusurları neden olabilir, bu da sonunda düşük hücre performansına neden olabilir. Bu yazıda bir gümüş nanotel elektrot ve temel CD tampon katmanı arasında bir cu (ın, GA) se2 güneş hücresi arasında sağlam elektrik teması imal açıklar, matris içermeyen gümüş nanotel şeffaf kullanarak yüksek hücre performansı sağlayan Elektrot -lar. Bizim yöntemi tarafından imal matris ücretsiz gümüş nanotel elektrot gümüş nanotel elektrot tabanlı hücrelerin şarj taşıyıcı toplama yeteneği gibi iyi olduğunu kanıtlıyor standart hücreler olarak balonaklı ZNO: Al/i-ZNO uzun gümüş nanoteller ve CD ‘Lerin yüksek kaliteli elektrik teması vardır. Yüksek kaliteli elektrik teması, gümüş nanotel yüzeyine 10 Nm kadar ince bir ek CD tabakası yatırarak elde edilmiştir.
Introduction
Gümüş nanotel (agnw) ağlar kapsamlı bir alternatif olarak çalışılmıştır ındum kalay oksit (ITO) Şeffaf iletken ince filmler geleneksel Şeffaf iletken oksitler üzerinden avantajları nedeniyle (TCOS) düşük işlem maliyeti açısından ve daha iyi mekanik esneklik sağlar. Çözüm-işlenmiş AgNW ağ Şeffaf iletken elektrotlar (TCEs) böylece cu (ın, GA) se2 (cigs) ince film güneş hücreleri1,2,3,4,5 istihdam edilmiştir , 6. çözelti-işlenmiş agnw TCEs normalde gömülü-agnw veya sandviç-agnw yapıları PEDOT gibi iletken bir matris şeklinde imal edilmiştir: PSS, Ito, ZnO, vb7,8,9, 10,11 matris katmanları, ücret taşıyıcıları koleksiyonunun agnw ağının boş alanlarda bulunduğunu geliştirebilir.
Ancak, matris katmanları CIGS ince film güneş hücreleri12,13matris katmanı ve temel CDS tampon katmanı arasında arayüzey kusurları üretebilir. Arayüzey kusurları genellikle geçerli yoğunluk voltajında bir kink neden (J-V) eğrisi, düşük Dolgu faktörü sonuçlanan (FF) hücre, hangi güneş hücresi performansı için zararlı olan. Daha önce, AgNWs ve CdS arabellek katmanı14arasında ek bir ince CD katmanı (2ND CD katmanı) yatırarak bu sorunu çözmek için bir yöntem bildirdik. Ek bir CD katmanının birleştirilmesi, AgNW ve CD katmanları arasındaki kavşakta bulunan temas özelliklerini geliştirdi. Sonuç olarak, AgNW ağındaki taşıyıcı koleksiyonu büyük ölçüde iyileştirildi ve hücre performansı geliştirildi. Bu protokolde, biz bir CIGS ince film güneş hücresi 2ND CD katmanı kullanarak agnw ağ ve CD tampon katmanı arasında sağlam elektrik teması üretebilmek için deneysel prosedürü tarif.
Protocol
Representative Results
Discussion
2ND CD katmanının biriktirme süresini en iyi hücre performansını elde etmek için optimize edilmelidir unutmayın. Biriktirme süresi arttıkça, 2ND CD katmanının kalınlığı artar ve sonuç olarak elektrik teması gelişecektir. Ancak, 2ND CD katmanının daha fazla birikimi ışık emilimini azaltan kalın bir tabakaya neden olacak ve cihaz verimliliği azalacak. 2ND CD katmanı için 10 dk birikme süresi ile en iyi hücre performansını elde ettik ve hücre veri…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Bu araştırma of-House araştırma ve geliştirme programı Kore Enerji Araştırma Enstitüsü (KıER) (B9-2411) ve temel bilim araştırma programı tarafından desteklenen Kore Ulusal Araştırma Vakfı (NRF) Bakanlığı tarafından finanse Eğitim (Grant NRF-2016R1D1A1B03934840).
Materials
| 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 |
References
- Lee, S., et al. Determination of the lateral collection length of charge carriers for silver-nanowire-electrode-based Cu(In,Ga)Se2 thin-film solar cells. Solar Energy. 180, 519-523 (2019).
- Langley, D., et al. Flexible transparent conductive materials based on silver nanowire networks: a review. Nanotechnology. 24 (45), 452001 (2013).
- Chung, C. -. H., et al. Silver nanowire composite window layers for fully solution-deposited thin-film photovoltaic devices. Advanced Materials. 24 (40), 5499-5504 (2012).
- Liu, C. -. H., Yu, X. Silver nanowire-based transparent, flexible, and conductive thin film. Nanoscale Research Letters. 6 (1), (2011).
- Yu, Z., et al. Highly flexible silver nanowire electrodes for shape-memory polymer light-emitting diodes. Advanced Materials. 23 (5), 664-668 (2011).
- Chung, C. -. H., Hong, K. -. H., Lee, D. -. K., Yun, J. H., Yang, Y. Ordered vacancy compound formation by controlling element redistribution in molecular-level precursor solution processed CuInSe2 thin films. Chemistry of Materials. 27 (21), 7244-7247 (2015).
- Kim, A., Won, Y., Woo, K., Kim, C. -. H., Moon, J. Highly transparent low resistance ZnO/Ag Nanowire/ZnO composite electrode for thin film solar cells. ACS Nano. 7 (2), 1081-1091 (2013).
- Singh, M., Jiu, J., Sugahara, T., Suganuma, K. Thin-film copper indium gallium selenide solar cell based on low-temperature all-printing process. ACS Applied Materials and Interfaces. 6 (18), 16297-16303 (2014).
- Kim, A., Won, Y., Woo, K., Jeong, S., Moon, J. All-solution-processed indium-free transparent composite electrodes based on Ag Nanowire and Metal Oxide for thin-film solar cells. Advanced Functional Materials. 24 (17), 2462-2471 (2014).
- Shin, D., Kim, T., Ahn, B. T., Han, S. M. Solution-processed Ag Nanowires + PEDOT:PSS hybrid electrode for Cu(In,Ga)Se2 thin-film solar cells. ACS Applied Materials and Interfaces. 7 (24), 13557-13563 (2015).
- Wang, M., Choy, K. -. L. All-nonvacuum-processed CIGS solar cells using scalable Ag NWs/AZO-based transparent electrodes. ACS Applied Materials and Interfaces. 8 (26), 16640-16648 (2016).
- Jang, J., et al. Cu(In,Ga)Se2 thin film solar cells with solution processed silver nanowire composite window layers: buffer/window junctions and their effects. Solar Energy Materials and Solar Cells. 170, 60-67 (2017).
- Chung, C. -. H., Bob, B., Song, T. -. B., Yang, Y. Current-voltage characteristics of fully solution processed high performance CuIn(S,Se)2 solar cells: crossover and red kink. Solar Energy Materials and Solar Cells. 120, 642-646 (2014).
- Lee, S., et al. Robust nanoscale contact of silver nanowire electrodes to semiconductors to achieve high performance chalcogenide thin film solar cells. Nano Energy. 53, 675-682 (2018).
