Abstract
Theoretical analysis of optimization options for the properties of CdTe absorber layer is an important task for increasing the efficiency of CdTe/CdS heterojunction based thin-film solar cells. Properties of the materials (e.g. the density of free carriers) often depend essentially on the parameters of the deposition process and subsequent treatment which determine the defect composition of the material. In this work a model based on the lattice kinetic Monte-Carlo method is developed to describe the process of CdTe deposition as a function of temperature and Cd and Te fluxes. To determine the effect of the treatment conditions on CdTe conductivity, we developed a quasichemical model based on the electrical neutrality equation for point defect concentrations that are described by defect formation reaction constants. Parameters obtained from the first-principles density functional calculations were used for developing the models. The developed deposition model correctly describes the transition from evaporation to precipitation as well as the increased evaporation rates in excess of Cd. To explain the observed electrical properties of CdTe after Cl-treatment, we complemented the quasichemical defect model by a deep acceptor complex defect that allowed us to describe both the high-temperature dependence of conductivity on the Cd pressure and the dependence of resistivity on Cl concentration at room temperature.
Highlights
Theoretical analysis of optimization options for the properties of CdTe absorber layer is an important task for increasing the efficiency of CdTe/CdS heterojunction based thin−film solar cells
In this work a model based on the lattice kinetic Monte−Carlo method is developed to describe the process of CdTe deposition as a function of temperature and Cd and Te fluxes
To determine the effect of the treatment conditions on CdTe conductivity, we developed a quasichemical model based on the electrical neutrality equation for point defects concentrations that are described by defects formation reaction constants
Summary
Теоретическое исследование путей оптимизации свойств слоя поглотителя CdTe является важной задачей на пути повышения эффективности тонкопленочных солнечных элементов на основе гетероперехода CdTe/CdS. Для описания зависимости скорости процесса осаждения CdTe от температуры и потоков Cd и Te разработана модель на основе решеточного кинетического метода Монте–Карло. Для определения влияния условий обработки CdTe на проводимость разработана квазихимическая модель, основанная на уравнении электронейтральности для концентраций точечных дефектов, описываемых константами реакций образования дефектов. Разработанная модель осаждения корректно описывает переход от испарения к осаждению, а также повышение скорости испарения при избытке Cd. Для объяснения наблюдаемых электрических свойств CdTe после обработки Cl квазихимическая модель дефектов дополнена глубоким акцепторным комплексным дефектом, что позволило описать как высокотемпературную зависимость проводимости от давления кадмия, так и зависимость сопротивления от концентрации хлора при комнатной температуре. Процесс изготовления элемента включает несколько стадий нанесения, обработки и отжига при разных температурах, а конечные свойства материала должны быть рассчитаны при низкой температуре, после остывания. Разработана квазихимическая термодинамическая модель на основе уравнения электронейтральности, которая использована для анализа свойств CdTe после нанесения и обработки
Talk to us
Join us for a 30 min session where you can share your feedback and ask us any queries you have
Disclaimer: All third-party content on this website/platform is and will remain the property of their respective owners and is provided on "as is" basis without any warranties, express or implied. Use of third-party content does not indicate any affiliation, sponsorship with or endorsement by them. Any references to third-party content is to identify the corresponding services and shall be considered fair use under The CopyrightLaw.