High Efficiency CuInS_2 Thin Film Solar Cells

高效率CuInS_2薄膜太阳能电池

基本信息

  • 批准号:
    11450137
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 6.14万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
  • 财政年份:
    1999
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    1999 至 2001
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

A 12.25 % efficiency solar cell has been achieved using the CuInS_2 thin film as an optical absorber layer produced by a sequential process that is advantageous to mass production of large area cells. Here we added a small amount of Ga to a metallic precursor and then sulfurized it by rapid thermal process to obtain a flat absorber layer with good crystallinity.The diode factor and the dark current density of a heterojunction was decreased by using a composite buffer layer which consists of a very thin Zn compound layer sandwiched between a CdS buffer layer and an absorber layer. The efficiency of the cell was thus improved to 12.1 %.In the heterojunction consisting of chemical bath deposited Zn( S, O, OH ) and In( S, O, OH ) thin buffer layer instead of toxic CdS, we observed conduction band offsets of 0.4 eV ( energy cliff ) and 0.8 eV ( energy spike ), respectively. The solar cell with the former ( latter ) heterojunction exhibited a 7 % ( 10.1 % ) efficiency. In the former ( latter ) case, we needed annealing of the heterojunction ( surface treatment of the absorber surface by an iodide solution ).The various characteristics of the thin film solar cell such as capacitance-voltage curve, current-voltage curve and spectral photoresponse could be explained by a theretical device model, where we assume the existence of a thin n-type CulnS_2 layer at the heterointerface. The experimental finding that the open-circuit voltage increases with decreasing the electric field at the junction agreed fairly well with the theoretical expectation.
利用CuInS_2薄膜作为光吸收层,采用有利于大面积电池大规模生产的连续工艺,获得了12.25%的效率。在金属前驱体中加入少量的Ga,然后通过快速热处理将其硫化,得到结晶性良好的平坦吸收层。采用由夹在硫化镉缓冲层和吸收层之间的非常薄的锌化合物层组成的复合缓冲层,降低了异质结的二极管因数和暗电流密度。在由化学浴沉积的锌(S,O,OH)和(S,O,OH)薄缓冲层组成的异质结中,观察到导带偏移分别为0.4 eV(能量悬崖)和0.8 eV(能量尖峰)。具有前者(后者)异质结的太阳能电池的效率为7%(10.1%)。在前一种(后一种)情况下,我们需要对异质结进行热处理(用碘溶液对吸收体表面进行表面处理)。薄膜太阳电池的各种特性,如电容-电压曲线、电流-电压曲线和光谱光响应都可以用一个理论器件模型来解释,其中我们假设在异质界面上存在一个薄的n型CunS_2层。实验发现,开路电压随结上电场的减小而增大,这与理论上的预期相符。

项目成果

期刊论文数量(50)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
K.Okamoto: "CuInS_2 Thin Film Solar Cell Prepared by Optimized Cd-Free Process"To be published in the Proceedings of the 17-<th> European Photovoltaic Solar Energy Conference.
K.Okamoto:“通过优化的无镉工艺制备的CuInS_2薄膜太阳能电池”将发表在第17届欧洲光伏太阳能会议的会议记录上。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
K.Ichino et al.: "Optimization of fabrication processes for a Cu(In, Ga)S_2 thin film solar cell"Proc. 16^<th> European Photovoltaic Solar Energy Conference, pp 717-720,2000. 717-720 (2000)
K.Ichino 等人:“Cu(In, Ga)S_2 薄膜太阳能电池制造工艺的优化”Proc.
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

ITO Kentaro其他文献

Electrochemical Substrates and Systems for Enzyme-Based Bioassays
用于酶生物测定的电化学基质和系统
  • DOI:
    10.2116/bunsekikagaku.71.109
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0.2
  • 作者:
    UTAGAWA Yoshinobu;ITO Kentaro;INOUE Kumi Y.;NASHIMOTO Yuji;INO Kosuke;SHIKU Hitoshi
  • 通讯作者:
    SHIKU Hitoshi

ITO Kentaro的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('ITO Kentaro', 18)}}的其他基金

Mathematical model for spontaneous formation of transportation network in living organisms
生物体自发形成运输网络的数学模型
  • 批准号:
    15K17589
  • 财政年份:
    2015
  • 资助金额:
    $ 6.14万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
Boundaries of deformation spaces of Kleinian groups
克莱因群变形空间的边界
  • 批准号:
    23540083
  • 财政年份:
    2011
  • 资助金额:
    $ 6.14万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Deformation spaces of Kleinian groups and conformal geometry
克莱因群的变形空间和共形几何
  • 批准号:
    19740032
  • 财政年份:
    2007
  • 资助金额:
    $ 6.14万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
Optimal fabrication processes for high-efficiency chalcopyrite thin-film solar-cells
高效黄铜矿薄膜太阳能电池的最佳制造工艺
  • 批准号:
    14350161
  • 财政年份:
    2002
  • 资助金额:
    $ 6.14万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
Metal-Semiconductor Contacts for Sensor Application
用于传感器应用的金属-半导体触点
  • 批准号:
    01460138
  • 财政年份:
    1989
  • 资助金额:
    $ 6.14万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for General Scientific Research (B)

相似海外基金

Stream 2: South Wales Compound Semiconductor Place Based Impact Accelerator
分流 2:南威尔士化合物半导体地方影响加速器
  • 批准号:
    EP/Y024184/1
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 6.14万
  • 项目类别:
    Research Grant
CDT Compound Semiconductor Physics (PhD Progression 1+3)
CDT 化合物半导体物理(博士进修 1 3)
  • 批准号:
    2881704
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 6.14万
  • 项目类别:
    Studentship
MSc Compound Semiconductor Electronics (PhD Progression 1+3)
化合物半导体电子学理学硕士(博士升读 1 3)
  • 批准号:
    2888740
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 6.14万
  • 项目类别:
    Studentship
CDT Compound Semiconductor Physics (PhD Progression 1+3)
CDT 化合物半导体物理(博士进修 1 3)
  • 批准号:
    2882476
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 6.14万
  • 项目类别:
    Studentship
Development and application of compound semiconductor monolithic advanced unitary conversion photonic integrated circuits
化合物半导体单片先进单一转换光子集成电路的开发与应用
  • 批准号:
    23H00272
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 6.14万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
CDT Compound Semiconductor Physics (PhD Progression 1+3)
CDT 化合物半导体物理(博士进修 1 3)
  • 批准号:
    2881702
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 6.14万
  • 项目类别:
    Studentship
Development of active gate drivers for compound-semiconductor-based Net Zero energy systems
为基于化合物半导体的净零能源系统开发有源栅极驱动器
  • 批准号:
    2888285
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 6.14万
  • 项目类别:
    Studentship
CDT Compound Semiconductor Physics (PhD Progression 1+3)
CDT 化合物半导体物理(博士进修 1 3)
  • 批准号:
    2882390
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 6.14万
  • 项目类别:
    Studentship
CDT Compound Semiconductor Physics (PhD Progression 1+3)
CDT 化合物半导体物理(博士进修 1 3)
  • 批准号:
    2882400
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 6.14万
  • 项目类别:
    Studentship
CDT Compound Semiconductor Physics (PhD Prog 1+3)
CDT 化合物半导体物理(博士生 1 3)
  • 批准号:
    2881678
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 6.14万
  • 项目类别:
    Studentship
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了