Efficiency Enhancement of Cu2ZnSn(S,Se)4 Solar Cells via Alkali Metals Doping

Advanced Energy Materials

Volumn 6, Issue 7, 2016, Pages

  Hsieh, Yao Tsung ^a,b   Han, Qifeng ^a,b,c   Jiang, Chengyang ^b   Song, Tze Bin ^a,b   Chen, Huajun ^a,b   Meng, Lei ^a,b   Zhou, Huanping ^a,b   Yang, Yang ^a,b  

^a Engineering IV   (United States)

^b UNIVERSITY OF CALIFORNIA   (United States)

^c SHANGHAI NORMAL UNIVERSITY   (China)

Author keywords

alkali metals; carrier density; CdS; grain size; solar cells

Indexed keywords

ALKALI METALS; CADMIUM SULFIDE; CADMIUM SULFIDE SOLAR CELLS; CARRIER CONCENTRATION; EFFICIENCY; GRAIN GROWTH; METALS; SEMICONDUCTOR DOPING;

ALKALI ATOMS; DOPED FILMS; EFFICIENCY ENHANCEMENT; GRAIN SIZE; HIGH-EFFICIENCY; K-DOPED; PRECURSOR SOLUTIONS;

SOLAR CELLS;

EID: 84957837890     PISSN: 16146832     EISSN: 16146840     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/aenm.201502386     Document Type: Article

References (41)

1. a) A. Miller, A. Mackinnon, D. Weaire, Solid State Phys. 1981, 36, 119;
2. b) W. E. Devaney, W. S. Chen, J. M. Stewart, R. A. Mickelsen, IEEE Trans. Electron. Dev. 1990, 37, 428;
3. c) R. Scheer, T. Walter, H. W. Schock, M. L. Fearheiley, H. J. Lewerenz, Appl. Phys. Lett. 1993, 63, 3294;
4. d) M. G. Panthani, V. Akhavan, B. Goodfellow, J. P. Schmidtke, L. Dunn, A. Dodabalapur, P. F. Barbara, B. A. Korgel, J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 16770;
5. e) A. Ennaoui, M. Lux-Steiner, A. Weber, D. Abou-Ras, I. Kötschau, H. W. Schock, R. Schurr, A. Hölzing, S. Jost, R. Hock, T. Voß, J. Schulze, A. Kirbs, Thin Solid Films 2009, 517, 2511;
6. f) K. Tanaka, M. Oonuki, N. Moritake, H. Uchiki, Sol. Energy Mater. Sol. Cells 2009, 93, 583;
7. g) Q. Guo, G. M. Ford, W.-C. Yang, B. C. Walker, E. A. Stach, H. W. Hillhouse, R. Agrawal, J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 17384;
8. h) T. K. Todorov, K. B. Reuter, D. B. Mitzi, Adv. Mater. 2010, 22, E156.
9. a) A. Chirila, P. Reinhard, F. Pianezzi, P. Bloesch, A. R. Uhl, C. Fella, L. Kranz, D. Keller, C. Gretener, H. Hagendorfer, D. Jaeger, R. Erni, S. Nishiwaki, S. Buecheler, A. N. Tiwari, Nat. Mater. 2013, 12, 1107;
10. b) P. Jackson, D. Hariskos, R. Wuerz, O. Kiowski, A. Bauer, T. M. Friedlmeier, M. Powalla, Phys. Status Solidi Rapid Res. Lett. 2015, 9, 28.
11. W. Wang, M. T. Winkler, O. Gunawan, T. Gokmen, T. K. Todorov, Y. Zhu, D. B. Mitzi, Adv. Energy Mater. 2014, 4, 1301 465.
12. a) C. Jiang, J. S. Lee, D. V. Talapin, J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 5010;
13. b) S. M. McLeod, C. J. Hages, N. J. Carter, R. Agrawal, Prog. Photovolt. 2015, 23, 1550.
14. a) W. Ki, H. W. Hillhouse, Adv. Energy Mater. 2011, 1, 732;
15. b) H. Zhou, T. B. Song, W. C. Hsu, S. Luo, S. Ye, H. S. Duan, C. J. Hsu, W. Yang, Y. Yang, J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 15998;
16. c) W.-C. Hsu, H. Zhou, S. Luo, T.-B. Song, Y.-T. Hsieh, H.-S. Duan, S. Ye, W. Yang, C.-J. Hsu, C. Jiang, B. Bob, Y. Yang, ACS Nano 2014, 8, 9164;
17. d) C. Jiang, W. Liu, D. V. Talapin, Chem. Mater. 2014, 26, 4038;
18. e) J. Kim, H. Hiroi, T. K. Todorov, O. Gunawan, M. Kuwahara, T. Gokmen, D. Nair, M. Hopstaken, B. Shin, Y. S. Lee, W. Wang, H. Sugimoto, D. B. Mitzi, Adv. Mater. 2014, 26, 7427;
19. f) H. Xin, J. K. Katahara, I. L. Braly, H. W. Hillhouse, Adv. Energy Mater. 2014, 4, 1301823;
20. g) C. Jiang, Y. T. Hsieh, H. Zhao, H. Zhou, Y. Yang, J. Am. Chem. Soc. 2015, 137, 11069.
21. a) S.-H. Wei, S. B. Zhang, A. Zunger, J. Appl. Phys. 1999, 85, 7214;
22. b) D. Rudmann, A. F. da Cunha, M. Kaelin, F. Kurdesau, H. Zogg, A. N. Tiwari, G. Bilger, Appl. Phys. Lett. 2004, 84, 1129;
23. c) P. S. Vasekar, N. G. Dhere, Sol. Energy Mater. Sol. Cells 2009, 93, 69;
24. d) T. Prabhakar, N. Jampana, Sol. Energy Mater. Sol. Cells 2011, 95, 1001;
25. e) R. Wuerz, A. Eicke, F. Kessler, S. Paetel, S. Efimenko, C. Schlegel, Sol. Energy Mater. Sol. Cells 2012, 100, 132;
26. f) D.-H. Cho, K.-S. Lee, Y.-D. Chung, J.-H. Kim, S.-J. Park, J. Kim, Appl. Phys. Lett. 2012, 101, 023901.
27. a) A. Nagaoka, K. Yoshino, H. Taniguchi, T. Taniyama, K. Kakimoto, H. Miyake, Phys. Status Solidi 2013, 210, 1328;
28. b) L. Q. Phuong, M. Okano, Y. Yamada, A. Nagaoka, K. Yoshino, Y. Kanemitsu, Appl. Phys. Lett. 2014, 104, 081907.
29. Z. Tong, C. Yan, Z. Su, F. Zeng, J. Yang, Y. Li, L. Jiang, Y. Lai, F. Liu, Appl. Phys. Lett. 2014, 105, 223903.
30. M. Johnson, S. V. Baryshev, E. Thimsen, M. Manno, X. Zhang, I. V. Veryovkin, C. Leighton, E. S. Aydil, Energy Environ. Sci. 2014, 7, 1931.
31. Y. Li, Q. Han, T. W. Kim, W. Shi, Nanoscale 2014, 6, 3777.
32. a) D. B. Mitzi, O. Gunawan, T. K. Todorov, K. Wang, S. Guha, Sol. Energy Mater. Sol. Cells 2011, 95, 1421;
33. b) W. Yang, H. S. Duan, B. Bob, H. Zhou, B. Lei, C. H. Chung, S. H. Li, W. W. Hou, Y. Yang, Adv. Mater. 2012, 24, 6323.
34. a) J. Sangster, A. D. Pelton, J. Phase Equilib. 1997, 18, 177;
35. b) D. Braunger, D. Hariskos, G. Bilger, U. Rau, H. W. Schock, Thin Solid Films 2000, 361-362, 161.
36. a) J. T. Heath, J. D. Cohen, W. N. Shafarman, J. Appl. Phys. 2004, 95, 1000;
37. b) H.-S. Duan, W. Yang, B. Bob, C.-J. Hsu, B. Lei, Y. Yang, Adv. Funct. Mater. 2013, 23, 1466;
38. c) T. K. Todorov, O. Gunawan, T. Gokmen, D. B. Mitzi, Prog. Photovolt. 2013, 21, 82.
39. C.-J. Hsu, H.-S. Duan, W. Yang, H. Zhou, Y. Yang, Adv. Energy Mater. 2014, 4, 1301287.
40. T. Maeda, A. Kawabata, T. Wada, Phys. Status Solidi 2015, 12, 631.
41. H. Xin, S. M. Vorpahl, A. D. Collord, I. L. Braly, A. R. Uhl, B. W. Krueger, D. S. Ginger, H. W. Hillhouse, Phys. Chem. Chem. Phys. 2015, 17, 23859.