【文章概述】

光伏(PV)是一种创新的、具有成本效益的可再生能源，在许多国家，随着能源向实现碳中和转型，光伏能源有可能取代传统的化石燃料。为了大规模光伏的安装，新的太阳能技术，包括建筑集成光伏(BIPV)以及浮动、农业和移动光伏系统，已经开发了常规公用事业规模和屋顶光伏。BIPV是一种很有前途的方法来满足大规模的光伏需求，它利用了建筑的大表面积，可以在消耗大量能源的城市地区发电，从而减少输电损失，减少存储容量的需要，降低安装成本。透明光伏(TPV)设备提供可调的功率转换效率(PCEs)和良好的平均可见透光率(AVT)，在BIPV应用中具有吸引力， 实现高效吸收材料对于提高超薄吸收层的光吸收能力至关重要。而Cu(In,Ga)Se2 (CIGS)是一种高吸收系数的直接带隙吸收材料，有望可以实现传统太阳能收集窗的替代品。

【成果简介】

韩国能源研究院光伏研究室的Jun-Sik Cho团队通过优化的单级共蒸发过程，开发了具有不同薄膜厚度(30 300 nm)的超薄CIGS吸收层的TPV器件。并研究了薄膜厚度对器件光电性能和光学特性的影响，同时也证实了这些器件在弱光照射和双面照明条件下的性能。据资料显示，这是首次使用薄膜厚度为30 nm的超薄CIGS吸收层来展示tpv的器件性能特征。该材料符合奇材馆理念，后续开发值得期待！

【图文导图】

图1（a）照片(I)、示意图(II)和TEM横截面图像(III)。

（b）带有100nm厚超薄CIGS吸收层的TPV器件的TEM- EDS线扫描数据。

（c-d） 100 nm厚超薄CIGS吸收层的GlXRD图和GGI比。。

（e）使用不同CIGS吸收器厚度(t = 30、100和300 nm)制备的TPV器件的净受体浓度(NA)和SCRW的变化。

（f）制备的TPV器件的暗电流密度电压(J V)曲线与CIGS吸收器厚度(10-300 nm)的函数关系。

图2（a, c）J-V曲线图

（b, d）不同CIGS吸收层厚度(30-300 nm)制备的TPV器件的EQE光谱。

 （e）V_OC和FF。

（f）J_SC和PCE的双相因子变化。

图3（a）采用不同CIGS吸收体厚度制备的TPV装置照片

（b-c）相应样品的光学透射光谱和CIE 1931色坐标

图4（a）双面照明下具有100 nm厚超薄CIGS吸收层的TPV装置的J–V曲线图。

（b）当样品的前照光Δjsa和后照光ΔJSC变化时，样品的前照光Δjsa和后照光ΔJSC变化。

【奇材馆点评】

综上所述，作者利用前后ITO接触和单级共蒸发成功地实现了具有厚度为300 nm超薄CIGS吸收层的高性能TPV器件。超薄CIGS吸收体厚度在300到30 nm之间变化导致相应的AVT值在9.1%到47.8%之间变化。TPV器件的JSC随着装置后部照明强度的增加而线性增加。此外，超薄CIGS TPV样品在低光照度条件下表现出恒定的PCE，以及可靠的光浸泡稳定性。这些超薄CIGS TPV装置具有增强的双面性能和长期稳定性，是BIPV和户外应用中传统太阳能收集窗口装置的一个有希望的替代品。

【论文信息】

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