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Two‐step selenization using nozzle free Se shower for Cu(In,Ga)Se2 thin film solar cell
Progress in Photovoltaics ( IF 8.0 ) Pub Date : 2017-12-12 , DOI: 10.1002/pip.2976 Yu Jin Song 1 , Jeong-Yoon Kang 1 , Gun Yeol Baek 1 , Jin A Bae 1 , So Hyun Yang 1 , Chan-Wook Jeon 1
Progress in Photovoltaics ( IF 8.0 ) Pub Date : 2017-12-12 , DOI: 10.1002/pip.2976 Yu Jin Song 1 , Jeong-Yoon Kang 1 , Gun Yeol Baek 1 , Jin A Bae 1 , So Hyun Yang 1 , Chan-Wook Jeon 1
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The production of commercialized Cu(In,Ga)(S,Se)2 (CIGS) photovoltaic absorber layers uses expensive H2Se gas with a high utility cost. To reduce the manufacturing cost of CIGS photovoltaic modules, a process technology capable of supplying Se vapor uniformly over a large area is required to replace H2Se. In this study, a nozzle‐free Se shower was implemented using a porous material to pass Se vapor while confining liquid Se, and the highly effective selenization of the CuInGa precursor was performed. The nozzle‐free Se‐shower vehicle could be mounted in a commercial rapid thermal process chamber. The chamber pressure and the temperatures of the shower module and substrate, which were controlled independently by the upper and lower heaters, respectively, were varied to control the amount of Se supplied during the entire selenization reaction in real time. In particular, the precursor should be soaked with a sufficient amount of Se at a relatively low substrate temperature of 300°C or less to obtain a good quality absorber. In addition, at a chamber pressure of 100 Torr during the soaking stage, the Ga content in the surface region of the absorber increased considerably with a concomitant improvement in the open‐circuit voltage. The highest performance obtained using this method was an open‐circuit voltage of 0.638 V, short‐circuit current density of 34 mA/cm2, fill factor of 67.2%, and an active area efficiency of 14.57%. This performance is very high compared with other CIGS solar cells manufactured by a 2‐step process using Se vapor.
中文翻译：
Cu（In，Ga）Se2薄膜太阳能电池的无喷嘴硒喷淋进行两步硒化
商业化的Cu（In，Ga）（S，Se）2（CIGS）光电吸收层的生产使用昂贵的H 2 Se气体，具有较高的使用成本。为了降低CIGS光电模块的制造成本，需要能够在大面积上均匀地供给Se蒸气的处理技术来代替H 2。硒 在这项研究中，使用多孔材料通过无水硒喷淋而使硒蒸气通过，同时限制了液体硒，并实现了CuInGa前驱体的高效硒化。可以将无喷嘴的Se-Shower车辆安装在商业快速热处理室中。分别通过上加热器和下加热器独立控制的腔室压力和喷淋模块和基板的温度会发生变化，以实时控制整个硒化反应过程中供应的Se量。尤其是，应在300°C或更低的相对较低的基板温度下用足够量的Se浸泡前驱体，以获得优质的吸收剂。此外，在浸泡阶段，如果腔室压力为100托，随着开路电压的提高，吸收剂表面区域的Ga含量显着增加。使用此方法可获得的最高性能是0.638 V的开路电压，34 mA / cm的短路电流密度2的填充系数为67.2％，有效面积效率为14.57％。与通过使用Se蒸气的两步工艺制造的其他CIGS太阳能电池相比，该性能非常高。
更新日期：2017-12-12
中文翻译：
Cu（In，Ga）Se2薄膜太阳能电池的无喷嘴硒喷淋进行两步硒化
商业化的Cu（In，Ga）（S，Se）2（CIGS）光电吸收层的生产使用昂贵的H 2 Se气体，具有较高的使用成本。为了降低CIGS光电模块的制造成本，需要能够在大面积上均匀地供给Se蒸气的处理技术来代替H 2。硒 在这项研究中，使用多孔材料通过无水硒喷淋而使硒蒸气通过，同时限制了液体硒，并实现了CuInGa前驱体的高效硒化。可以将无喷嘴的Se-Shower车辆安装在商业快速热处理室中。分别通过上加热器和下加热器独立控制的腔室压力和喷淋模块和基板的温度会发生变化，以实时控制整个硒化反应过程中供应的Se量。尤其是，应在300°C或更低的相对较低的基板温度下用足够量的Se浸泡前驱体，以获得优质的吸收剂。此外，在浸泡阶段，如果腔室压力为100托，随着开路电压的提高，吸收剂表面区域的Ga含量显着增加。使用此方法可获得的最高性能是0.638 V的开路电压，34 mA / cm的短路电流密度2的填充系数为67.2％，有效面积效率为14.57％。与通过使用Se蒸气的两步工艺制造的其他CIGS太阳能电池相比，该性能非常高。
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