ITO is widely regarded as the optimal TCO for serving as front window layer in PSK/c-Si tandem solar cells. It is known to effectively mitigate several stability issues present in perovskite solar cells while demonstrating excellent lateral conductivities and optical transparency across the entire solar spectrum. However, due to the damaging effects of traditional magnetron sputtering methods on the underlying cell precursor and the limited range of annealing temperatures viable for maintaining the stability of Perovskite Solar cells, realizing the full capability of ITO layer is constrained. This investigation focuses on developing and optimizing the front Indium Tin Oxide (ITO) layer properties for high-efficiency monolithic Perovskite/PERC tandem solarcells. The study employs two widely employed industrial techniques, Magnetron Sputtering and Screen Printing for the deposition of ITO thin-films and subsequent metallization of Ag front contacts. The sputtering process parameters, namely the carrier speed, O2 : Ar ratio, and the sputter power were varied to obtain an optimized ITO layer, which exhibited a thickness of 53nm, Rsheet of 107 ohm/□, mobility of 37 cm2/V s, and 90 % average optical transparency between 400−1200nm. A low contact resistivity of 5.4mΩ·cm2 was achieved between the ITO and metal contacts which is the lowest reported value for ITO annealed at low temperature (140 °C). Champion cells, featuring Perovskite on Ohmic substrate and 2T perovskite/PERC tandem cells, exhibited high VOC values of 1.116 V and 1.75 V on 0.97 cm2 cell aperture areas and cell efficiencies of 17.2 % and 23.85 %. Additionally, a large area (158.7 cm2) tandem cell was also fabricated which demonstrated an excellent VOC of 1.75 V . The results of this investigation demonstrates the versatility of ITO layer properties achievable at low-temperatures through Magnetron sputtering and underscores the potential of existing commercialized technologies for the fabrication of high-efficiency tandem solar cells. / ITO anses allmänt vara den optimala TCO för användning som frontfönsterskikt i PSK/c-Si tandemsolceller. Den är känd för att effektivt mildra flera stabilitetsproblem som finns i perovskitsolceller samtidigt som den uppvisar utmärkt lateral konduktivitet och optisk transparens över hela solspektrumet. På grund av de skadliga effekterna av traditionella magnetronförstoftningsmetoder på den underliggande cellprekursorn och det begränsade intervallet av glödgningstemperaturer som är användbara för att upprätthålla stabiliteten hos perovskitsolceller, begränsas dock ITO-skiktens fulla kapacitet. Denna undersökning fokuserar på att utveckla och optimera egenskaperna hos det främre Indium Tin Oxide (ITO)-skiktet för högeffektiva monolitiska Perovskite/PERC tandemsolceller. I studien används två allmänt använda industriella tekniker, magnetronförstoftning och screentryckning, fördeponering av ITO-tunnfilmer och efterföljande metallisering av Ag-frontkontakter. Parametrarna för sputteringsprocessen, nämligen bärarhastigheten, förhållandet O2 : Ar och sputterkraften varierades för att få ett optimerat ITO-lager, som uppvisade en tjocklek på 53nm, Rsheet på 107 ohm/□, rörlighet på 37 cm2/V s och 90 % genomsnittlig optisk transparens mellan 400 − 1200 nm. En låg kontaktresistivitet på 5.4mΩ.cm2 uppnåddes mellan ITO och metallkontakterna, vilket är de lägstarapporterade värdena för ITO glödgat vid låg temperatur (140 °C). Champion-cellerna, med perovskit på ohmskt substrat och 2T perovskit/PERC tandemkonfigurationer, uppvisade höga VOC-värden på 1.116 V och 1.75 V på 0.97 cm2 cellaperturområden och cellverkningsgrader på 17.2 % och 23.85 %. Dessutom tillverkades en tandemcell med stor area (158.7 cm2) som uppvisade en utmärkt VOC på 1.75 V . Resultaten av denna undersökning visar mångsidigheten hos ITO-skiktets egenskaper som kan uppnås vid låga temperaturer genom magnetronförstoftning och understryker potentialen hos befintliga kommersialiserade tekniker för tillverkning av högeffektiva tandemsolceller.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:kth-336763 |
| Date | January 2023 |
| Creators | Srinivasachari, Aravind |
| Publisher | KTH, Skolan för industriell teknik och management (ITM) |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | English |
| Detected Language | Swedish |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | TRITA-ITM-EX ; 2023:514 |
Page generated in 0.0024 seconds