فهرست

سلول خورشیدی لایه نازک CulnS2 قابل چاپ

نشریه: پاییز1393 - مقاله 2   صفحات :  147 تا 154



مولفین:
مهدی دهقانی: دانشگاه یزد - دانشکده ی فیزیک
عباس بهجت: دانشگاه یزد - دانشکده ی فیزیک
فریبا تاج آبادی: پژوهشگاه مواد و انرژی - پژوهشکده نانومواد
نیما تقوی نیا : دانشگاه صنعتی شریف، تهران - دانشکده ی فیزیک و پژوهشکده علوم و فناوری نانو


چکیده مقاله:

استفاده از لایه نشانی به روش محلول در ساخت سلولهای خورشیدی لایه نازک CuInS2 (CIS2) به منظور اجتناب از روشهای پرهزینه خلا مورد بررسی قرار گرفته است. روشهای لایهنشانی تمام لایههای سلول به روش های ارزان قیمت و قابل چاپ صورت گرفته است. با استفاده از ساختار رولایه و روش افشانه کردن محلول آبی در دمای 320 درجه کریستال CIS2 شکل گرفته است. برای جلوگیری از نفوذ مس درلایه ی بافر از یک حلال آلی آمین دار استفاده شده است. با این کار علاوه بر افزایش بازده، جریان، ولتاژ و دمای شکل دهی کریستال CIS2 نیز به اندازهی 70 درجهی سانتیگراد کاهش مییابد. نسبت مس به ایندیوم برای بدست آوردن مقدار بهینه تغییر داده شده است. این کمیتها به طور مستقیم بر عملکرد سلول خورشیدی اثر میگذارند. بررسی ها نشان داد که سلولهای جوهر آلی نسبت به سلولهای جوهر آبی بازدهی بیش از 5/2 برابر تولید می کنند


Article's English abstract:

Utilizing solution processing for the fabrication of CuInS 2 solar cells is investigated. All the layers are deposited using solution methods. CIS 2 crystalline layers are formed by spray pyrolysis of an aqueous solution at 320°C. Better performance is obtained by using organic amine based ink solution. Th crystallization temperature is reduced by 70 °C and better effiency up to 2.5.times the aqueous solution is achieved. Th ratio of Cu to In was shown to be critical in the performance of the device.


کلید واژگان:
سلول خورشیدی لایه نازک، نانوکریستال CuInS2، ساختار رولایه، روشهای لایه نشانی محلول

English Keywords:
thin fim solar cell, CuInS 2 nanocrystal. Superstrate structure, Solution-processed deposition method

منابع:

English References:
[1] Todorov T K, Gunawan O, Gokmen T and Mitzi D B 2013 Solution-processed Cu(In,Ga)(S,Se)2 absorber yielding a 15.2% efficient solar cell Prog. Photovoltaics Res. Appl. 21 82–7 [2] Bob B, Lei B, Chung C-H, Yang W, Hsu W-C, Duan H-S, Hou W W-J, Li S-H and Yang Y 2012 The Development of Hydrazine-Processed Cu(In,Ga)(Se,S)2 Solar Cells Adv. Energy Mater. 2 504–22 [3] Kaelin M, Rudmann D, Kurdesau F and Zogg H 2005 Lowcost CIGS solar cells by paste coating and selenization Thin Solid Films 480-481 486–90 [4] O’Hayre R, Nanu M, Schoonman J and Goossens A 2007 A parametric study of TiO2/CuInS2 nanocomposite solar cells: how cell thickness, buffer layer thickness, and TiO2 particle size affect performance Nanotechnology 18 055702 [5] Kim D, Jeong Y, Song K, Park S-K, Cao G and Moon J 2009 Inkjet-printed zinc tin oxide thin-film transistor. Langmuir 25 11149–54 [6] Mitzi D B, Kosbar L L, Murray C E, Copel M and Afzali A 2004 High-mobility ultrathin semiconducting films prepared by spin coating. Nature 428 299–303 [7] Chung I, Kim M-G, Jang J I, He J, Ketterson J B and Kanatzidis M G 2011 Strongly Nonlinear Optical Chalcogenide Thin Films of APSe6 (A=K, Rb) from Spin-Coating Angew. Chemie 123 11059–62 [8] Habas S E, Platt H A S, van Hest M F A M and Ginley D S 2010 Low-cost inorganic solar cells: from ink to printed device. Chem. Rev. 110 6571–94 [9] Guo Q, Ford G M, Hillhouse H W and Agrawal R 2009 Sulfide nanocrystal inks for dense Cu(In1-xGax (S1-ySey)2 absorber films and their photovoltaic performance. Nano Lett. 9 3060–5 [10] Guo Q, Ford G M, Agrawal R and Hillhouse H W 2013 Ink formulation and low-temperature incorporation of sodium to yield 12% efficient Cu(In,Ga)(S,Se)2 solar cells from sulfide nanocrystal inks Prog. Photovoltaics Res. Appl. 21 64–71 [11] Cho J W, Park S J, Kim W and Min B K 2012 Fabrication of nanocrystal ink based superstrate-type CuInS2 thin film solar cells. Nanotechnology 23 265401 [12] Ahn S, Son T H, Cho A, Gwak J, Yun J H, Shin K, Ahn S K, Park S H and Yoon K 2012 CuInSe2 thin-film solar cells with 7.72 % efficiency prepared via direct coating of a metal salts/ alcohol-based precursor solution. ChemSusChem 5 1773–7 [13] Azimi H, Heumüller T, Gerl A, Matt G, Kubis P, Distaso M, Ahmad R, Akdas T, Richter M, Peukert W and Brabec C J 2013 Relation of Nanostructure and Recombination Dynamics in a Low-Temperature Solution-Processed CuInS2 Nanocrystalline Solar Cell Adv. Energy Mater. 3 1589–96 [14] Li L, Coates N and Moses D 2010 Solution-Processed Inorganic Solar Cell Based on in Situ Synthesis and Film Deposition of CuInS2 Nanocrystals J. Am. Chem. Soc 132 22–3 [15]Uhl A R, Fella C, Chiril? A, Kaelin M R, Karvonen L, Weidenkaff A, Borca C N, Grolimund D, Romanyuk Y E and Tiwari A N 2012 Non-vacuum deposition of Cu(In,Ga)Se2 absorber layers from binder free, alcohol solutions Prog. Photovoltaics Res. Appl. 20 526–33 [16]Haug V, Quintilla A, Klugius I and Ahlswede E 2011 Influence of an additional carbon layer at the back contact–absorber interface in Cu(In,Ga)Se2 thin film solar cells Thin Solid Films 519 7464–7 [17] Weil B D, Connor S T and Cui Y 2010 CuInS2 solar cells by air-stable ink rolling. J. Am. Chem. Soc. 132 6642–3 [18] Lee E, Park S J, Cho J W, Gwak J, Oh M-K and Min B K 2011 Nearly carbon-free printable CIGS thin films for solar cell applications Sol. Energy Mater. Sol. Cells 95 2928–32 [19] Juma A O, Pistor P, Fengler S, Dittrich T and Wendler E 2012 Copper diffusion in thin In2S3 layers investigated by Rutherford Backscattering Spectroscopy Thin Solid Films 520 6740–3



فایل مقاله
تعداد بازدید: 2135
تعداد دریافت فایل مقاله : 73