纳米颗粒提高背面照射半透明超薄Cu（In，Ga）Se太阳能电池电学性能的理论探究

作     者：裴寒宁 李航瑜 许保良 殷官超 

作者机构：武汉理工大学材料科学与工程学院 

出 版 物：《硅酸盐通报》 (Bulletin of the Chinese Ceramic Society)

年 卷 期：2024年

学科分类：08[工学] 080502[工学-材料学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家自然科学基金(NSFC:51802240) 

主　　题：半透明超薄CIGSe太阳能电池 SiO 纳米颗粒修饰 背面照射 CIGSe/TCO背界面复合 仿真模拟 光捕获 

摘      要：本项研究使用SCAPS-1D和COMSOL Multiphysics软件对纳米颗粒如何提高半透明超薄CIGSe太阳能电池性能进行理论探究。背面照射时，CIGSe/TCO背界面附近会产生大量的光生载流子，导致光生电子的背复合对电池性能的影响非常显著。高背复合速率(Sb=1.0×107cm/s)下，在CIGSe/TCO背界面引入SiO2纳米颗粒(SiO2-NPs)对光生载流子浓度降低的影响大于对空间电荷区（SCR）移动的影响，这导致电池的背复合电流呈下降趋势。然而，此时空穴传输带来的性能改善被高额的背复合电流所掩盖，因此对于背面照射的半透明超薄CIGSe太阳能电池来说，低背复合速率（钝化背界面）能够提高电池性能，这与正面照射时高Sb提升电池性能的结论完全相反。因此，降低背复合对光捕获的消耗来增加短路电流(JSC)是提升电池性能的有效手段。这些发现代表了背面入射机理研究的最新进展，为提高半透明超薄CIGSe太阳能电池的性能提供了新可能。