Light- and bias-induced metastabilities in Cu(In,Ga)Se2 based solar cells caused by the (VSe-VCu) vacancy complex

硒化铜铟镓太阳电池 亚稳态 接受者 材料科学 太阳能电池 带隙 异质结 光电子学 开路电压 空位缺陷 化学物理 凝聚态物理 化学 电压 物理 有机化学 量子力学
作者
Stephan Lany,Alex Zunger
出处
期刊:Journal of Applied Physics [American Institute of Physics]
卷期号:100 (11) 被引量:342
标识
DOI:10.1063/1.2388256
摘要

We investigate theoretically light- and bias-induced metastabilities in Cu(In,Ga)Se2 (CIGS) based solar cells, suggesting the Se–Cu divacancy complex (VSe-VCu) as the source of this hitherto puzzling phenomena. Due to its amphoteric nature, the (VSe-VCu) complex is able to convert by persistent carrier capture or emission from a shallow donor into a shallow acceptor configuration, and vice versa, thereby changing in a metastable fashion the local net acceptor density inside the CIGS absorber of the solar cell, e.g., a CdS/CIGS heterojunction. In order to establish a comprehensive picture of metastability caused by the (VSe-VCu) complex, we determine defect formation energies from first-principles calculations, employ numerical simulations of equilibrium defect thermodynamics, and develop a model for the transition dynamics after creation of a metastable nonequilibrium state. We find that the (VSe-VCu) complex can account for the light-induced metastabilities, i.e., the “red” and “blue” illumination effects, as well as for the reverse-bias effect. Thus, our (VSe-VCu) model implies that the different metastabilities observed in CIGS share a common origin. A defect state in the band gap caused by (VSe-VCu) in the acceptor configuration creates a potentially detrimental recombination center and may contribute to the saturation of the open circuit voltage in larger-gap Cu(In,Ga)Se2 alloys with higher Ga content. Therefore, the presence of metastable defects should be regarded as a concern for solar cell performance.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
科研通AI6.4应助小温采纳,获得10
1秒前
梓越完成签到 ,获得积分20
1秒前
徐凌凤发布了新的文献求助10
1秒前
1秒前
1秒前
darkage完成签到,获得积分10
1秒前
xx发布了新的文献求助10
2秒前
无情老四发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
平淡的秋寒完成签到,获得积分10
4秒前
Copyright应助花生采纳,获得10
4秒前
阿波罗发布了新的文献求助10
4秒前
4秒前
abletoo发布了新的文献求助40
5秒前
傻子与白痴完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
熊涛发布了新的文献求助10
5秒前
6秒前
科研通AI6.4应助yuanyuan采纳,获得10
6秒前
nhb1023完成签到,获得积分10
6秒前
土豆泥发布了新的文献求助10
7秒前
杨lei完成签到,获得积分20
7秒前
7秒前
丰富的乌冬面完成签到,获得积分10
7秒前
星岛完成签到,获得积分10
7秒前
Wei完成签到,获得积分10
7秒前
8秒前
8秒前
小猪完成签到,获得积分10
8秒前
AndrEw完成签到,获得积分20
8秒前
一袋干脆面应助刘奎冉采纳,获得10
9秒前
英俊的铭应助从容芷容采纳,获得10
10秒前
11秒前
11秒前
ziyi应助忧郁蛟凤采纳,获得10
11秒前
爱科研发布了新的文献求助10
12秒前
冥王星发布了新的文献求助30
12秒前
chen发布了新的文献求助10
12秒前
医学帅哥发布了新的文献求助10
12秒前
AAA完成签到 ,获得积分10
12秒前
高分求助中
Principles of Economics, 11th Edition 10000
University Physics with Modern Physics, 16th edition 10000
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Molecular Mechanisms of Photosynthesis, 4th Edition 1000
Organic Reactions, Volume 116 1000
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition 510
Social Skills Improvement System-Rating Scales--Chinese Version 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7255412
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8877482
关于积分的说明 18747034
捐赠科研通 6935778
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3200374
关于科研通互助平台的介绍 2374907
邀请新用户注册赠送积分活动 2175592