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N-Type Surface Design for p-Type CZTSSe Thin Film to Attain High Efficiency

N-Type Surface Design for p-Type CZTSSe Thin Film to Attain ...

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第九届新型太阳能材料科学与技术学术研讨会

作者： Yali Sun Wei Yu Yi Zhang Nankai University Hebei University

As a low cost substitute that uses no expensive rare-earth elements for the high-efficiency Cu(In,Ga)(S,Se) solar cell, the CuZnSn(S,Se)(CZTSSe) solar cell has borrowed optimization strategies used for its predecessor to improve its device performance, including a profiled band gap and surface inversion.[1,2] Indeed, there have been few reports of constructing CZTSSe absorber layers with surface inversion to improve efficiency. Here, we demonstrate a strategy that designs the CZTSSe absorber to attain surface modification by using n-type AgZnSnS. It is discovered that Ag plays two major roles in the kesterite thin film devices: surface inversion and front gradient distribution. It has not only an excellent carrier transport effect and reduced probability of electron-hole recombination but also results in increased carrier separation by increasing the width of the depletion region, leading to much improved VOC and JSC. Finally, a champion CZTSSe solar cell renders efficiency as high as 12.55%, one of the highest for its type, with the open-circuit voltage deficit reduced to as low as 0.306 V(63.2% Shockley-Queisser limit). The band engineering for surface modification of the absorber and high efficiency achieved here shine a new light on the future of the CZTSSe solar cell.

关键词： kesterite Ag doping surface inversion gradient energy band optimization strategies

来源： cnki会议评论

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