고효율 케스터라이트 태양 전지에서 흡수체 조성과 알카리 도핑 간의 복잡한 상호작용

Abstract 케스터라이트 층에 대한 나트륨 처리 방법은 태양 전지 효율을 높이는 데 널리 사용되고 효율적인 방법입니다. 그러나 다른 알카리 원소를 사용하는 첫 번째 실험에서는 보고된 결과가 서로 모순되어 혼란을 초래합니다. 이번 종합 연구에서는 흡수체 조성, 알카리 원소 및 농도가 광전자적 특성과 장치 성능에 미치는 영향을 조사합니다. 실험 결과에 따르면 Li–Na–K–Rb–Cs의 순서에서 최고 변환 효율을 달성하기 위해서 명목상의 Sn 함량을 20% 이상 줄여야 합니다. 가장 높은 장치 효율을 가져오는 알카리 농도는 가벼운 알카리 원소(Li, Na, K)에 비해 무거운 알카리 원소(Rb, Cs)에서 한 자릿수 더 낮습니다. 다양한 특성화 기법을 활용하여 흡수체 조성과 알카리 도핑 간의 복잡한 상호작용을 밝혀냅니다. 알카리 처리를 사용할 때 최상의 장치 성능을 위한 알카리 순위는 700개 이상의 개별 셀 통계에 따라 Li > Na > K > Rb > Cs의 순서로 나타났습니다. 마지막으로 고농도의 Li와 최적화된 Sn 함량을 사용하여 11.5% 효율(12.3% 활성 면적)을 달성한 챔피언 장치가 개발되었습니다.