क्यू (इन,Ga)Se2 पतली फिल्म सौर कोशिकाओं में एक रजत Nanowire इलेक्ट्रोड और सीडीएस बफर परत के बीच मजबूत Nanoscale संपर्क का निर्माण
Summary
इस प्रोटोकॉल में, हम एक CIGS पतली फिल्म सौर सेल में एक चांदी नैनोवायर नेटवर्क और सीडीएस बफर परत के बीच एक मजबूत नैनोस्केल संपर्क के निर्माण के लिए विस्तृत प्रयोगात्मक प्रक्रिया का वर्णन.
Abstract
चांदी नैनोवायर पारदर्शी इलेक्ट्रोड Cu (इन, Ga)Se2 पतली फिल्म सौर कोशिकाओं के लिए खिड़की परतों के रूप में नियोजित किया गया है. नंगे चांदी नैनोवायर इलेक्ट्रोड सामान्य रूप से बहुत खराब सेल प्रदर्शन में परिणाम. मामूली प्रवाहकीय पारदर्शी सामग्री, जैसे इंडियम टिन ऑक्साइड या जस्ता ऑक्साइड का उपयोग करके चांदी के नैनोवायर्स को एम्बेड करना या सैंडविच करना सेल प्रदर्शन में सुधार कर सकता है। हालांकि, समाधान संसाधित मैट्रिक्स परतों पारदर्शी इलेक्ट्रोड और सीडीएस बफर के बीच interfacial दोषों की एक महत्वपूर्ण संख्या पैदा कर सकते हैं, जो अंततः कम सेल प्रदर्शन में परिणाम कर सकते हैं. इस पांडुलिपि का वर्णन कैसे एक चांदी नैनोवायर इलेक्ट्रोड और अंतर्निहित सीडीएस बफर परत के बीच एक Cu (में, Ga)Se2 सौर सेल में मजबूत विद्युत संपर्क बनाने के लिए, मैट्रिक्स मुक्त चांदी नैनोवायर पारदर्शी का उपयोग कर उच्च सेल प्रदर्शन को सक्षम करने इलेक्ट्रोड. मैट्रिक्स मुक्त चांदी नैनोवायर इलेक्ट्रोड हमारी विधि द्वारा निर्मित साबित होता है कि चार्ज वाहक संग्रह क्षमता चांदी नैनोवायर इलेक्ट्रोड आधारित कोशिकाओं के रूप में है कि sputtered के साथ मानक कोशिकाओं के रूप में के रूप में अच्छा है [nO:Al/i-nO के रूप में लंबे समय के रूप में चांदी नैनोवायर और सीडीएस उच्च गुणवत्ता वाले विद्युत संपर्क किया है. उच्च गुणवत्ता वाले विद्युत संपर्क चांदी नैनोवायर सतह पर 10 एनएम के रूप में पतली के रूप में एक अतिरिक्त सीडीएस परत जमा करके हासिल किया गया था।
Introduction
रजत नैनोवायर (एग्एनडब्ल्यू) नेटवर्क का बड़े पैमाने पर कम प्रसंस्करण लागत के मामले में पारंपरिक पारदर्शी चालक ऑक्साइड (टीसीओ) पर अपने फायदे के कारण इंडियम टिन ऑक्साइड (ITO) पारदर्शी पतली फिल्मों के एक विकल्प के रूप में अध्ययन किया गया है और बेहतर यांत्रिक लचीलापन. समाधान संसाधित AgNW नेटवर्क पारदर्शी चालक इलेक्ट्रोड (TCEs) इस प्रकार Cu (इन,Ga)Se2 (CIGS) पतली फिल्म सौर कोशिकाओं1,2,3,4,5 में नियोजित किया गया है , 6.समाधान-प्रसंस्कृत एजीएनडब्ल्यू टीसीएस को सामान्य रूप से एम्बेडेड-एग्नवा या सैंडविच-एग्नडब्ल्यू संरचनाओं के रूप में निर्मित किया जाता है जैसे कि पीईडीओटी: पी एस एस, आई टी ओ, आदि7,8,9, 10,11 मैट्रिक्स परतों में वृद्धि कर सकते हैं कि AgNW नेटवर्क के खाली स्थान में मौजूद प्रभारी वाहक का संग्रह.
तथापि, मैट्रिक्स परतों मैट्रिक्स परत और CIGS पतली फिल्म सौर कोशिकाओं12,13में अंतर्निहित सीडीएस बफर परत के बीच interfacial दोष उत्पन्न कर सकते हैं. interfacial दोष अक्सर वर्तमान घनत्व वोल्टेज (जे-वी) वक्र में एक kink कारण, सेल में एक कम भरने कारक (एफएफ) में जिसके परिणामस्वरूप, जो सौर सेल के प्रदर्शन के लिए हानिकारक है. हम पहले चुनिंदा AgNWs और CDS बफ़र परत14के बीच एक अतिरिक्त पतली CdS परत (2एन डी सीडीएस परत) जमा करके इस समस्या को हल करने के लिए एक विधि की रिपोर्ट की है। एक अतिरिक्त सीडीएस परत का समावेश AgNW और सीडीएस परतों के बीच जंक्शन में संपर्क गुण बढ़ाया. नतीजतन, AgNW नेटवर्क में वाहक संग्रह बहुत सुधार हुआ था, और सेल प्रदर्शन बढ़ाया गया था। इस प्रोटोकॉल में, हम एक CIGS पतली फिल्म सौर सेल में एक 2एन सीडीएस परत का उपयोग कर AgNW नेटवर्क और सीडीएस बफर परत के बीच मजबूत विद्युत संपर्क बनाने के लिए प्रयोगात्मक प्रक्रिया का वर्णन.
Protocol
Representative Results
Discussion
ध्यान दें कि 2nd CDS परत के जमा समय इष्टतम सेल प्रदर्शन को प्राप्त करने के लिए अनुकूलित किया जाना चाहिए। के रूप में जमा समय बढ़ जाती है, 2एन डी सीडीएस परत की मोटाई बढ़ जाती है, और इसके परिणामस्वरूप, बिज…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
इस शोध कोरिया ऊर्जा अनुसंधान संस्थान (KIER) (B9-2411) और कोरिया के राष्ट्रीय अनुसंधान फाउंडेशन (एनआरएफ) के मंत्रालय द्वारा वित्त पोषित के माध्यम से बुनियादी विज्ञान अनुसंधान कार्यक्रम के इन-हाउस अनुसंधान और विकास कार्यक्रम द्वारा समर्थित किया गया था शिक्षा (ग्रेंट एनआरएफ-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 |
Referências
- 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).
