界面层对CIGS薄膜太阳电池电性能影响的数值模拟研究

摘要

通过在铜铟镓硒(CIGS)薄膜太阳电池中分别插入RbInSe_(2)薄膜和MoSe_(2)薄膜作为界面层,设计出新的电池结构,然后使用模拟软件wxAMPS研究了界面层对CIGS薄膜太阳电池电性能的影响。研究结果表明:RbInSe_(2)薄膜对CIGS薄膜太阳电池电性能的提高效果不明显,且随着RbInSe_(2)薄膜厚度的增加,电池电性能呈先升高后降低的趋势。MoSe_(2)薄膜对CIGS薄膜太阳电池的电性能有显著的提高作用,主要原因是该薄膜与CIGS薄膜构成的异质结在电池内部附加了一个电场。该电场能够将向MoSe_(2)薄膜运动的电子“反射”回CIGS薄膜中,降低载流子的界面复合速度,进而提高光生电流。以分析获得的最优参数进行数值模拟,同时插入MoSe_(2)薄膜和RbInSe_(2)薄膜的CIGS薄膜太阳电池的最高光电转换效率可达25.0%,这为实验室及实际生产制备出高效CIGS薄膜太阳电池提供了一条可能的技术路径。