Inverkan av passivering av bakkontakten

Ordlista:
Passivering	Då ytor beläggs för att undvika reaktion och förbättra optiska och/eller elektriska egenskaper.
Rekombination	Då elektronen avger sin energi och återgår till valensbandet.

Det sker mycket forskning på att förbättra CZTS-solceller, då dessa fortfarande har mycket lägre verkningsgrad än de motsvarande CIGS-solcellerna. För CIGS är materialets kvalitet betydligt högre än för CZTS. Forskningen för CIGS har därför på senare tid kretsat mer kring passivering av ytorna, där elektroner som exciterats i absorbatorskiktet kan rekombinera i övergången till ett annat skikt. Det har för CIGS undersökts flera sätt att passivera ytan både på framsidan och baksidan av absorbatorskiktet, till exempel vid bakkontakten genom att belägga ett skikt av Al₂O₃ som har öppningar i nanostorlek för att ge kontakt mellan absorbatorskiktet och kontakten.

I denna studie undersöktes möjligheten att belägga ett liknande skikt av Al₂O₃ med öppningar i nanostorlek för CZTS-solceller. Eftersom materialet ännu inte har så hög kvalitet kommer inte så många elektroner att kunna nå bakkontakten om det är för tjockt, och därför användes ultratunna skikt av CZTS för att undersöka hur passiveringsskiktet påverkar verkningsgraden. Som referens producerades CZTS-solceller på samma sätt som de passiverade men utan passiveringsskiktet.

De ultratunna solcellerna utan passiveringsskikt sågs ha lägre spänning och ström, och därmed verkningsgrad, än standard-solceller av CZTS-typ med tjockare skikt. De största förlusterna i dessa referensceller är på grund av hög rekombination vid bakkontakten och försämrad kvalitet hos materialet, exempelvis på grund av att andra kombinationer av de ingående grundämnena bildas. De ultratunna solcellerna med passiveringsskikt visade sig ha högre ström, spänning och total verkningsgrad än referenssolcellerna, och passiveringsskiktet verkar därför vara ett bra sätt att minska rekombinationen vid bakkontakten. Passiveringsskiktet minskar troligen också effekten av de andra kombinationerna av grundämnena som försämrar materialets kvalitet.

Läs originalartikeln här