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Publicação
Hydrogen-doped Indium Oxide as transparent back contact for Cu(In,Ga)Se2 thin film solar cells
| Nome: | Descrição: | Tamanho: | Formato: | |
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Autores
Orientador(es)
Resumo(s)
Due to its high mobility and transparency, hydrogen-doped indium oxide films, In2O3:H (IOH),
films can be used as a transparent back contact (TBC) for Cu(In,Ga)Se2 (CIGSe) thin film solar cells in
semi-transparent applications, such as bifacial or tandem solar cells. To serve as a back contact, the IOH
films must create an ohmic contact with the absorber layer, be highly transparent and have low sheet
resistance (RSH). In this study, a process optimization of amorphous IOH deposition by radio-frequency
(RF) magnetron sputtering, with no intentional heating, was performed. Parameters such as hydrogen
content and power density were varied to obtain the desired optoelectronic properties. A post-deposition
annealing was performed, under high vacuum conditions (1-5×10-7 mbar), to crystallize the amorphous
phase. The optoelectronic properties of the IOH films were characterized by 4-point probe for the sheet
resistance, UV-VIS-NIR spectrophotometer for transmittance and X-ray diffraction (XRD) for the struc-
tural properties. An optimized 500 nm thick IOH film with RSH=7.26±0.140 Ω/sq and average visible
transmittance (AVT) of 81 % was produced and used as a transparent back contact for a CIGSe solar
cell.
Devido à sua alta mobilidade e transparência, filmes de óxido de índio dopado com hidrogénio, In2O3:H (IOH), podem ser usados como um contacto transparente em células solares de filme fino como Cu(In,Ga)Se2 (CIGSe), para aplicações semitransparentes, como células solares bifaciais ou tandem. Para servir como contacto transparente, os filmes de IOH têm de criar um contacto óhmico juntamente com a camada absorvente, ser altamente transparentes e apresentar um baixo valor de resistência folha (RSH). Neste estudo, foi feito um processo de otimização de deposição de filmes amorfos de IOH por pulverização catódica de radiofrequência com magnetrão, sem aquecimento intencional. Parâmetros como o conteúdo de hidrogénio e energia fornecida foram variados de forma a obter as características optoelectrónicas desejadas. Um recozimento pós-deposição foi utilizado, sobre condições de pressão em alto vácuo (1-5×10-7 mbar) para cristalizar a fase amorfa dos filmes. As propriedades optoelectróni- cas dos filmes de IOH foram caracterizadas por método das quatro pontas para a resistência folha, es- petrofotómetro UV-VIS-IV para a transmitância e difração de raios X para as propriedades estruturais. Um filme de IOH otimizado com 500 nm de espessura, uma RSH=7.26±0.140 Ω/sq e uma transmitância visível média de 81 % foi produzido e utilizado como contacto transparente numa célula solar de CIGSe.
Devido à sua alta mobilidade e transparência, filmes de óxido de índio dopado com hidrogénio, In2O3:H (IOH), podem ser usados como um contacto transparente em células solares de filme fino como Cu(In,Ga)Se2 (CIGSe), para aplicações semitransparentes, como células solares bifaciais ou tandem. Para servir como contacto transparente, os filmes de IOH têm de criar um contacto óhmico juntamente com a camada absorvente, ser altamente transparentes e apresentar um baixo valor de resistência folha (RSH). Neste estudo, foi feito um processo de otimização de deposição de filmes amorfos de IOH por pulverização catódica de radiofrequência com magnetrão, sem aquecimento intencional. Parâmetros como o conteúdo de hidrogénio e energia fornecida foram variados de forma a obter as características optoelectrónicas desejadas. Um recozimento pós-deposição foi utilizado, sobre condições de pressão em alto vácuo (1-5×10-7 mbar) para cristalizar a fase amorfa dos filmes. As propriedades optoelectróni- cas dos filmes de IOH foram caracterizadas por método das quatro pontas para a resistência folha, es- petrofotómetro UV-VIS-IV para a transmitância e difração de raios X para as propriedades estruturais. Um filme de IOH otimizado com 500 nm de espessura, uma RSH=7.26±0.140 Ω/sq e uma transmitância visível média de 81 % foi produzido e utilizado como contacto transparente numa célula solar de CIGSe.
Descrição
Palavras-chave
Semi-transparent films In2O3:H radio-frequency magnetron sputtering Cu(In,Ga)Se2