PVMD Delft University of Technology Chalcogenide solar cells 2 I - PowerPoint PPT Presentation

CIGS ¡technology ¡-­‑ Material René ¡van ¡Swaaij PVMD Delft University of Technology

Chalcogenide solar cells 2 I II III IV V VI He 5 6 7 8 9 10 B C N O F Ne 13 14 15 16 17 18 Al Si P S Cl Ar 29 30 31 32 33 34 35 36 Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr 47 48 49 50 51 52 53 54 Ag Cd In Sn Sb Te I Xe 79 80 81 82 83 84 85 86 Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn 111 112 113 114 115 116 117 118 Rg Cn Nh Fl Mc Lv Ts Og

Chalcogenide solar cells 2 I II III IV V VI He 5 6 7 8 9 10 B C N O F Ne 13 14 15 16 17 18 Al Si P S Cl Ar 29 30 31 32 33 34 35 36 Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr 47 48 49 50 51 52 53 54 Ag Cd In Sn Sb Te I Xe 79 80 81 82 83 84 85 86 Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn 111 112 113 114 115 116 117 118 Rg Cn Nh Fl Mc Lv Ts Og

Chalcogenide solar cells 2 I II III IV V VI He 5 6 7 8 9 10 B C N O F Ne 13 14 15 16 17 18 Al Si P S Cl Ar 29 30 31 32 33 34 35 36 Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr 47 48 49 50 51 52 53 54 Ag Cd In Sn Sb Te I Xe 79 80 81 82 83 84 85 86 Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn 111 112 113 114 115 116 117 118 Rg Cn Nh Fl Mc Lv Ts Og

Chalcogenide solar cells 2 I II III IV V VI He 5 6 7 8 9 10 B C N O F Ne 13 14 15 16 17 18 Al Si P S Cl Ar 29 30 31 32 33 34 35 36 Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr 47 48 49 50 51 52 53 54 Ag Cd In Sn Sb Te I Xe 79 80 81 82 83 84 85 86 Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn 111 112 113 114 115 116 117 118 Rg Cn Nh Fl Mc Lv Ts Og

Market ¡share ¡of ¡CIGS Percentage ¡of ¡global PV ¡production Source ¡data: ¡from 2000 ¡to 2010: ¡Navigant; ¡from 2011: ¡IHS. ¡Graph: ¡PSE ¡AG ¡2016

Market ¡share ¡of ¡CIGS Percentage ¡of ¡global PV ¡production Source ¡data: ¡from 2000 ¡to 2010: ¡Navigant; ¡from 2011: ¡IHS. ¡Graph: ¡PSE ¡AG ¡2016

Market ¡share ¡of ¡CIGS Annual global PV ¡Module ¡production CdTe CIGS a-­‑Si Source ¡data: ¡from 2000 ¡to 2010: ¡Navigant; ¡from 2011: ¡IHS. ¡Graph: ¡PSE ¡AG ¡2016

Learning ¡objectives • CIGS ¡conversion ¡efficiency

Learning ¡objectives • CIGS ¡conversion ¡efficiency • The ¡complex ¡material ¡CIGS

Learning ¡objectives • CIGS ¡conversion ¡efficiency • The ¡complex ¡material ¡CIGS • Conductivity ¡and ¡material ¡composition

CIGS ¡material 2 I II III IV V VI He 5 6 7 8 9 10 B C N O F Ne 13 14 15 16 17 18 Al Si P S Cl Ar 29 30 31 32 33 34 35 36 Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr 47 48 49 50 51 52 53 54 Ag Cd In Sn Sb Te I Xe 79 80 81 82 83 84 85 86 Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn 111 112 113 114 115 116 117 118 Rg Cn Nh Fl Mc Lv Ts Og

CIGS ¡material 2 I II III IV V VI He 5 6 7 8 9 10 B C N O F Ne 13 14 15 16 17 18 Al Si P S Cl Ar 29 30 31 32 33 34 35 36 Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr 47 48 49 50 51 52 53 54 Ag Cd In Sn Sb Te I Xe 79 80 81 82 83 84 85 86 Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn 111 112 113 114 115 116 117 118 Rg Cn Nh Fl Mc Lv Ts Og

CIGS ¡material 2 I II III IV V VI He 5 6 7 8 9 10 B C N O F Ne 13 14 15 16 17 18 Al Si P S Cl Ar 29 30 31 32 33 34 35 36 Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr 47 48 49 50 51 52 53 54 Ag Cd In Sn Sb Te I Xe 79 80 81 82 83 84 85 86 Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn 111 112 113 114 115 116 117 118 Rg Cn Nh Fl Mc Lv Ts Og

CIGS ¡material characteristics I-­‑III-­‑VI 2 semiconductor • • CuIn x Ga 1-­‑ x (Se y S 1-­‑y ) 2 Chen ¡and ¡Gong, ¡PRB ¡ 75 , ¡205209 ¡(2007)

CIGS ¡material characteristics I-­‑III-­‑VI 2 semiconductor • • CuIn x Ga 1-­‑ x (Se y S 1-­‑y ) 2 Tetrahedral ¡bonds • Chalcopyrite ¡crystal ¡structure • Chen ¡and ¡Gong, ¡PRB ¡ 75 , ¡205209 ¡(2007)

CIGS ¡material characteristics I-­‑III-­‑VI 2 semiconductor • • CuIn x Ga 1-­‑ x (Se y S 1-­‑y ) 2 Tetrahedral ¡bonds • Chalcopyrite ¡crystal ¡structure • Chen ¡and ¡Gong, ¡PRB ¡ 75 , ¡205209 ¡(2007)

CIGS ¡material characteristics I-­‑III-­‑VI 2 semiconductor • • CuIn x Ga 1-­‑ x (Se y S 1-­‑y ) 2 Tetrahedral ¡bonds • Chalcopyrite ¡crystal ¡structure • Chen ¡and ¡Gong, ¡PRB ¡ 75 , ¡205209 ¡(2007)

CIGS ¡material characteristics I-­‑III-­‑VI 2 semiconductor • • CuIn x Ga 1-­‑ x (Se y S 1-­‑y ) 2 Tetrahedral ¡bonds • Chalcopyrite ¡crystal ¡structure • Chen ¡and ¡Gong, ¡PRB ¡ 75 , ¡205209 ¡(2007)

CIGS ¡material characteristics I-­‑III-­‑VI 2 semiconductor • • CuIn x Ga 1-­‑ x (Se y S 1-­‑y ) 2 Tetrahedral ¡bonds • Chalcopyrite ¡crystal ¡structure • Chen ¡and ¡Gong, ¡PRB ¡ 75 , ¡205209 ¡(2007)

CIGS ¡material characteristics I-­‑III-­‑VI 2 semiconductor • • CuIn x Ga 1-­‑ x (Se y S 1-­‑y ) 2 Tetrahedral ¡bonds • Chalcopyrite ¡crystal ¡structure • Chen ¡and ¡Gong, ¡PRB ¡ 75 , ¡205209 ¡(2007)

CIGS ¡material characteristics I-­‑III-­‑VI 2 semiconductor • • CuIn x Ga 1-­‑ x (Se y S 1-­‑y ) 2 Tetrahedral ¡bonds • Chalcopyrite ¡crystal ¡structure • CuInSe 2 1.0 ¡eV CuInS 2 1.5 ¡eV CuGaSe 2 1.7 eV Chen ¡and ¡Gong, ¡PRB ¡ 75 , ¡205209 ¡(2007)

CIGS ¡material characteristics I-­‑III-­‑VI 2 semiconductor • • CuIn x Ga 1-­‑ x (Se y S 1-­‑y ) 2 Tetrahedral ¡bonds • Chalcopyrite ¡crystal ¡structure • High ¡absorption • Electron ¡diffusion ¡length ¡few ¡μm • CuInSe 2 1.0 ¡eV CuInS 2 1.5 ¡eV CuGaSe 2 1.7 eV Chen ¡and ¡Gong, ¡PRB ¡ 75 , ¡205209 ¡(2007)

Conductivity of ¡CuInSe 2 Molecularity: S.R. ¡Kodigala, ¡ CIGS ¡Based Thin Film ¡Solar ¡Cells, ¡ (2011)

Conductivity of ¡CuInSe 2 Molecularity: Non-­‑Stoichiometry: S.R. ¡Kodigala, ¡ CIGS ¡Based Thin Film ¡Solar ¡Cells, ¡ (2011)

Conductivity of ¡CuInSe 2 p-­‑type Molecularity: n-­‑type Non-­‑Stoichiometry: S.R. ¡Kodigala, ¡ CIGS ¡Based Thin Film ¡Solar ¡Cells, ¡ (2011)

Conductivity of ¡CuInSe 2 p-­‑type Molecularity: n-­‑type Non-­‑Stoichiometry: S.R. ¡Kodigala, ¡ CIGS ¡Based Thin Film ¡Solar ¡Cells, ¡ (2011)

Conductivity of ¡CuInSe 2 p-­‑type Molecularity: n-­‑type Non-­‑Stoichiometry: S.R. ¡Kodigala, ¡ CIGS ¡Based Thin Film ¡Solar ¡Cells, ¡ (2011)

Summary Lab ¡cell ¡efficiency ¡is ¡very ¡promising •

Summary Lab ¡cell ¡efficiency ¡is ¡very ¡promising • CuIn x Ga 1-­‑ x (Se y S 1-­‑y ) 2 ¡ ¡ most ¡commonly ¡used ¡chalcopyrite •

Summary Lab ¡cell ¡efficiency ¡is ¡very ¡promising • CuIn x Ga 1-­‑ x (Se y S 1-­‑y ) 2 ¡ ¡ most ¡commonly ¡used ¡chalcopyrite • Intrinsic ¡chemical ¡composition ¡determines ¡conductivity ¡type ¡ •