Exploring the p-n junction region in Cu(In,Ga)Se2 thin-film solar cells at the nanometer-scale
Exploring the p-n junction region in Cu(In,Ga)Se2 thin-film solar cells at the nanometer-scale
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DOI：
10.1063/1.4764527
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发表时间：
2012-10
影响因子：
4
通讯作者：
O. Cojocaru-Mirédin;P. Choi;R. Wuerz;D. Raabe
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
O. Cojocaru-Mirédin;P. Choi;R. Wuerz;D. Raabe
在这项工作中，我们使用原子探针断层扫描研究了 Cu(In,Ga)Se2 薄膜太阳能电池中的 CdS/Cu(In,Ga)Se2 p-n 结区域。在 CdS/Cu(In,Ga)Se2 界面的 Cu(In,Ga)Se2 一侧检测到厚度约为 1 nm 的 Cu、Ga 耗尽和 Cd 掺杂区域。此外，还发现 Cd 在与 CdS 层相连的 Cu(In,Ga)Se2 晶界处富集。 Na 和 O 杂质装饰着 CdS/CIGS 界面，其中富含 Na 的簇优先位于毗邻 Cu(In,Ga)Se2 晶界的 CdS 区域。这项工作的实验结果证明了原子探针断层扫描在研究埋入界面方面的能力，并为理解和建模 Cu(In,Ga)Se2 太阳能电池中的 p-n 结能带结构提供了重要信息。
In this work we study the CdS/Cu(In,Ga)Se2 p-n junction region in Cu(In,Ga)Se2 thin-film solar cells using atom probe tomography. A Cu-, Ga-depleted, and Cd-doped region of about 1 nm thickness is detected at the Cu(In,Ga)Se2 side of the CdS/Cu(In,Ga)Se2 interface. Furthermore, Cd is also found to be enriched at Cu(In,Ga)Se2 grain boundaries connected to the CdS layer. Na and O impurities decorate the CdS/CIGS interface, where Na-rich clusters are preferentially located in CdS regions abutting to Cu(In,Ga)Se2 grain boundaries. The experimental findings of this work demonstrate the capability of atom probe tomography in studying buried interfaces and yield vital information for understanding and modeling the p-n junction band structure in Cu(In,Ga)Se2 solar cells.