Cu(In1-xGax)Se2?(CIGS)是一種有前途且理想的疊層太陽能電池底部電池材料，可以將雙結太陽能電池的Shockley-Queisser理論效率突破到40%以上。然而，通過三步法工藝沉積的高效CIGS太陽能電池通常是雙分級的，導致底部電池的吸收不完全。為此，我們提出并制備了單帶隙分級和準平帶隙CIGS太陽能電池用于鈣鈦礦/CIGS四端子串聯太陽能電池，這更有利于長波長吸收和更高的短路電流密度；并且應用在18.9%半透明無機鈣鈦礦太陽能電池上，制備了4-T的25.6% 鈣鈦礦/CIGS 串聯器件。
圖 1：（a）GGI=0.40的三步共蒸發工藝圖；（b）GGI=0.27 的三步共蒸發工藝圖，
（c）CIGS雙分級設計，（d）CIGS平帶設計。
近期，中國科學院深圳先進技術研究院李偉民副研究員、楊春雷研究員與北京理工大學姜巖教授團隊，通過調整Ga梯度，使CIGS形成準平坦帶隙。這種帶隙有利于更長的波長吸收，使其更適合用作串聯太陽能電池的底部電池。GGI達到最佳值0.27時，CIGS太陽能電池表現出高達17.3%的高效率。其與18.9%近紅外透明鈣鈦礦太陽能電池相結合，展示了4-T結構的25.6%鈣鈦礦/CIGS疊層電池。該論文以“Quasi-flat narrow bandgap CIGS bottom cell application in perovskite/CIGS tandem solar cells”為題發表在Science合作期刊Energy Material Advances上。
論文第一作者為碩士生梁博文、史勝、紹興超和陳璐璐，通訊作者為北京理工大學姜巖教授，中國科學院深圳先進技術研究院楊春雷研究員和李偉民副研究員。該系列研究工作得到了國家重點研發計劃、國家自然科學基金、深圳市等科技項目資助。
圖 2：CIGS橫截面 SEM-EBIC圖像(a)Ga/（In+Ga）=0.40，(b)Ga/（In+Ga）=0.36，
(c)Ga/（In+Ga）=0.34，(d)Ga/（In+Ga）=0.32和 (e)Ga/（In+Ga）=0.27。
圖3：(a)不同GGI含量的XRD，(b)GGI=0.27時CIGS吸收層的XRD，(c)不同GGI含量CIGS的拉曼圖。
圖4：不同鎵含量的CIGS太陽能電池的SIMS圖(a)GGI =0.40，(b) GGI =0.34，
(c)GGI= 0.27，(d)SIMS計算出的GGI隨深度的變化。
圖5：4-T串聯太陽能電池的性能。(a)J-V曲線和(b)EQE曲線的J-V曲線和EQE曲線。
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