单结光伏(PV)的效率由平衡模型描述,该模型要求消除非辐射复合和优异的少数载流子收集,GaAs、Si和钙钛矿光伏的改进遵循这一模型。对于薄膜光伏技术CdTe而言,情况将变得更加复杂。近日,国家可再生能源实验室Darius Kuciauskas分析了CdSexTe1-x中载流子动力学和输运随硒成分和掺杂的变化。
本文要点:
1) 虽然25%效率CdTe太阳能电池的寿命、钝化和掺杂目标已基本实现,但电压比的平衡极限低≈20%。在硒合金化的CdSexTe1-x中(效率>20%需要硒),由于静电和带隙波动以及电子陷阱状态,可能会出现额外的损耗。
2) 捕获是由阴离子位点缺陷及其复合物引起的,与0.1-0.6 cm2(Vs)-1的低电荷载流子迁移率有关。即使载流子寿命为1000 ns,载流子扩散长度也小于吸收体厚度,致使效率降低到≈23%。
Patrik Ščajev et.al As-Doped Polycrystalline CdSeTe: Localized Defects, Carrier Mobility and Lifetimes, and Impact on High-Efficiency Solar Cells Adv. Energy Mater. 2024
https://doi.org/10.1002/aenm.202403902