Point defect engineering in thin-film solar cells

光电流 光伏 材料科学 光伏系统 光电子学 带隙 碲化镉光电 晶体缺陷 钙钛矿(结构) 载流子 纳米技术 掺杂剂 兴奋剂 工程物理 化学 电气工程 物理 凝聚态物理 工程类 结晶学
作者
Ji Sang Park,Sunghyun Kim,Zijuan Xie,Aron Walsh
出处
期刊:Nature Reviews Materials [Nature Portfolio]
卷期号:3 (7): 194-210 被引量:403
标识
DOI:10.1038/s41578-018-0026-7
摘要

Control of defect processes in photovoltaic materials is essential for realizing high-efficiency solar cells and related optoelectronic devices. Native defects and extrinsic dopants tune the Fermi level and enable semiconducting p–n junctions; however, fundamental limits to doping exist in many compounds. Optical transitions from defect states can enhance photocurrent generation through sub-bandgap absorption; however, these defect states are also often responsible for carrier trapping and non-radiative recombination events that limit the voltage in operating solar cells. Many classes of materials, including metal oxides, chalcogenides and halides, are being examined for next-generation solar energy applications, and each technology faces distinct challenges that could benefit from point defect engineering. Here, we review the evolution in the understanding of point defect behaviour from Si-based photovoltaics to thin-film CdTe and Cu(In,Ga)Se2 technologies, through to the latest generation of halide perovskite (CH3NH3PbI3) and kesterite (Cu2ZnSnS4) devices. We focus on the chemical bonding that underpins the defect chemistry and the atomistic processes associated with the photophysics of charge-carrier generation, trapping and recombination in solar cells. Finally, we outline general principles to enable defect control in complex semiconducting materials. Point defects have a key role in determining the performance of photovoltaic materials. In this Review, we assess defect processes in a range of photovoltaic materials and outline how point defect engineering could be used to improve the efficiency of solar cells.
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
张欢馨应助Ding-Ding采纳,获得10
3秒前
fang完成签到,获得积分10
5秒前
高乐多完成签到,获得积分10
9秒前
黄奥龙完成签到,获得积分10
13秒前
如意书桃完成签到 ,获得积分10
17秒前
fishss完成签到 ,获得积分10
18秒前
Diaory2023完成签到 ,获得积分0
34秒前
辣目童子完成签到 ,获得积分10
39秒前
xiadongbj完成签到,获得积分10
51秒前
tclouds完成签到 ,获得积分10
1分钟前
Ding-Ding完成签到,获得积分10
1分钟前
jingfortune完成签到 ,获得积分10
1分钟前
潇洒的新梅完成签到 ,获得积分10
1分钟前
弈天完成签到 ,获得积分10
1分钟前
空空完成签到,获得积分10
1分钟前
baa完成签到,获得积分10
1分钟前
调皮平蓝完成签到,获得积分10
1分钟前
Dreammy完成签到,获得积分10
1分钟前
猪鼓励完成签到,获得积分10
1分钟前
jkaaa完成签到,获得积分0
1分钟前
swordshine完成签到,获得积分0
1分钟前
king07完成签到,获得积分10
1分钟前
神经大侠完成签到,获得积分10
1分钟前
mrconli完成签到,获得积分10
1分钟前
Orange应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
落寞的幻竹完成签到,获得积分10
1分钟前
江江完成签到 ,获得积分10
1分钟前
JACk完成签到 ,获得积分10
1分钟前
纯真怜梦完成签到,获得积分10
1分钟前
Venus完成签到 ,获得积分10
1分钟前
boom完成签到 ,获得积分10
2分钟前
犹豫代曼完成签到,获得积分10
2分钟前
小宇完成签到,获得积分20
2分钟前
不可靠月亮完成签到,获得积分10
2分钟前
研友_西门孤晴完成签到,获得积分10
2分钟前
HHW完成签到,获得积分10
2分钟前
kyt完成签到 ,获得积分10
2分钟前
可靠月亮完成签到,获得积分10
2分钟前
李东东完成签到 ,获得积分10
2分钟前
Layover完成签到 ,获得积分10
2分钟前
高分求助中
(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
PowerCascade: A Synthetic Dataset for Cascading Failure Analysis in Power Systems 2000
Picture this! Including first nations fiction picture books in school library collections 1000
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Unlocking Chemical Thinking: Reimagining Chemistry Teaching and Learning 555
Photodetectors: From Ultraviolet to Infrared 500
Cancer Targets: Novel Therapies and Emerging Research Directions (Part 1) 400
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 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6358938
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8172953
关于积分的说明 17211612
捐赠科研通 5413926
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2865319
邀请新用户注册赠送积分活动 1842737
关于科研通互助平台的介绍 1690806