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  5. On efficiency of earth-abundant chalcogenide photovoltaic materials buffered with CdS: the limiting effect of band alignment
 
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2020
Zweitveröffentlichung
Artikel
Verlagsversion

On efficiency of earth-abundant chalcogenide photovoltaic materials buffered with CdS: the limiting effect of band alignment

File(s)
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Hauptpublikation
jpenergy_2_2_025002.pdf
CC BY 3.0 Unported
Format: Adobe PDF
Size: 843.37 KB
TUDa URI
tuda/8013
URN
urn:nbn:de:tuda-tuprints-204382
DOI
10.26083/tuprints-00020438
Autor:innen
Ghorbani, Elaheh ORCID 0000-0002-4037-1602
Kurzbeschreibung (Abstract)

Earth-abundant and environmentally-friendly Cu₂–II–IV–VI₄ (II = Sr, Ba; IV = Ge, Sn; VI = S,Se) are considered materials for the absorber layers in thin film solar cells. Attempts to understand and improve optoelectronic properties of these newly emerged absorbers resulted in an efficiency of 5.2% in less than two years. However, the energy band alignment at the buffer/absorber interface has not been studied yet; an information which is of crucial importance for designing high performance devices. Therefore, current study focuses on the band offsets between these materials and the CdS buffer. Using first-principles calculations, band discontinuities are calculated at the buffer/absorber interface. The results yield a type-II band alignment between all Cu₂–II–IV–VI₄ absorbers and CdS, hence a negative ΔEc. Adoption of a negative ΔEc (cliff-like conduction band offset) at the buffer/absorber interface, however, gives rise to low open circuit voltage and high interface-related recombinations. Therefore, it is necessary to search for an alternative buffer material that forms a type-I band alignment with these absorbers, where the conduction band minimum and the valence band maximum are both localized on the absorber side.

Freie Schlagworte

earth-abundant chalco...

band alignment

buffer/absorber inter...

first-principles calc...

Sprache
Englisch
Fachbereich/-gebiet
11 Fachbereich Material- und Geowissenschaften > Materialwissenschaft > Fachgebiet Materialmodellierung
DDC
500 Naturwissenschaften und Mathematik > 530 Physik
500 Naturwissenschaften und Mathematik > 540 Chemie
Institution
Universitäts- und Landesbibliothek Darmstadt
Ort
Darmstadt
Titel der Zeitschrift / Schriftenreihe
Journal of Physics: Energy
Jahrgang der Zeitschrift
2
Heftnummer der Zeitschrift
2
ISSN
2515-7655
Verlag
IOP Publishing
Ort der Erstveröffentlichung
Bristol
Publikationsjahr der Erstveröffentlichung
2020
Verlags-DOI
10.1088/2515-7655/ab6942
PPN
515973041

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