Device design for high-performance bifacial Cu(In,Ga)Se2 solar cells under front and rear illuminations
Device design for high-performance bifacial Cu(In,Ga)Se2 solar cells under front and rear illuminations
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前后光照下高性能双面Cu(In,Ga)Se2太阳能电池器件设计
DOI：
10.1016/j.solener.2021.01.075
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发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
6.7
通讯作者：
Minemoto Takashi
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Nishimura Takahito;Chantana Jakapan;Mavlonov Abdurashid;Kawano Yu;Masuda Taizo;Minemoto Takashi
对于双面太阳能电池，与单面太阳能电池相比，通过收集反照率辐射预计发电量将增加 10-50%。 Cu(In,Ga)Se2(CIGSe)由于其独特的物理性质而成为一种有前途的光伏材料，但双面CIGSe太阳能电池的知识尚未完全了解。在本文中，从理论上证明了双面 CIGSe 太阳能电池在正面和背面照明下的高效率。 CIGSe 层中 Ga/(Ga + In) 比率的适当带隙分级导致载流子生成深度向 pn 结移动，并通过电场驱动电子传输，从而提高器件性能。另一方面，也公开了仅靠带隙分级的效果不足以获得背照下的高短路电流密度(JSC)。研究发现，CIGSe 质量的提高和后表面层的引入分别有助于减少体接触和背接触处的载流子复合，从而增强后照明中的 JSC。此外，还讨论了表面纹理对光程长度的影响。这些发现为有前景的高性能双面 CIGSe 太阳能电池提供了指导。
For bifacial solar cells, a gain of 10–50% of the electric power generation by harvesting albedo radiation is expected compared with mono-facial solar cells. Cu(In,Ga)Se2(CIGSe) is a promising photovoltaic material owing to its unique physical properties, whereas the knowledge of the bifacial CIGSe solar cells is not fully understood. In this article, high efficiencies under front and rear illuminations for the bifacial CIGSe solar cells are theoretically demonstrated. An adequate bandgap grading by Ga/(Ga + In) ratio in the CIGSe layer leads to a shift of the depth in carrier-generation towardpn-junction and driving force of electron transport by electric field, resulting in improvement of device performance. On the other hand, it is also disclosed that the effect of bandgap grading alone is not enough to obtain the high short-circuit current density (JSC) under rear illumination. It is found that improvement of a CIGSe quality and an introduction of a rear surface layer contribute to reduction of the carrier recombination at the bulk and back contact, respectively, leading to enhancedJSCin rear illumination. Furthermore, the effect of optical path length by the surface texture is discussed. These findings indicate a guideline for the promising high-performance bifacial CIGSe solar cells.
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U. Rau
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2012-08
期刊：
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影响因子：
--
作者：
Z. J. Li-Kao;N. Naghavi;F. Erfurth;J. Guillemoles;I. Gérard;A. Etcheberry;J. Pelouard;S. Collin;G. Voorwinden;D. Lincot
通讯作者：
Z. J. Li-Kao;N. Naghavi;F. Erfurth;J. Guillemoles;I. Gérard;A. Etcheberry;J. Pelouard;S. Collin;G. Voorwinden;D. Lincot
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T. Minemoto
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通讯作者：
J. Lorincik