铜锑硫薄膜太阳电池的数值模拟研究

摘要

用SCAPS构建了铜锑硫薄膜太阳电池模型,计算了器件的性能。分别研究了吸收层厚度、载流子浓度、缺陷密度和背电极功函数对器件性能的影响。结果表明,过薄的吸收层对绿光和红光吸收不充分,1.5~3μm厚的吸收层能满足光谱吸收要求。当受主浓度为2×10^(18)cm^(-3)时,器件光电转换效率最高。缺陷密度大于10^(-14)cm^(-3)时,器件的光电转换效率急剧降低。贫铜富硫气氛制备铜锑硫可以提高受主浓度,减小开路电压亏损,也可以抑制硫空位缺陷形成,从而提高器件的光电转换效率。功函数较高的材料能降低背电极势垒,减少载流子在背电极复合。材料参数优化后,器件的光电转换效率最高为21.74%。