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Chemical and Electronic Structure of the i‐ZnO/In$_x$S$_y$ :Na Front Contact Interface in Cu(In,Ga)(S,Se)$_2$ Thin‐Film Solar Cells

Hauschild, Dirk ORCID iD icon 1,2; Meyer, Frank; Benkert, Andreas 1; Dalibor, Thomas; Blum, Monika; Yang, Wanli; Reinert, Friedrich; Heske, Clemens ORCID iD icon 1,2; Weinhardt, Lothar 1,2
1 Institut für Photonenforschung und Synchrotronstrahlung (IPS), Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
2 Institut für Technische Chemie und Polymerchemie (ITCP), Karlsruher Institut für Technologie (KIT)

Abstract:

The chemical and electronic structure of the front contact i-ZnO/In$_x$S$_y$:Na interface for Cu(In,Ga)(S,Se)$_2$-based thin-film solar cells is investigated using a combination of x-ray and electron spectroscopies. Upon i-ZnO sputter deposition on the InxSy:Na buffer layer, we find an intermixed heterojunction and the formation of InOx and Na$_2$SO$_4$. The window layer is shown to consist of a mixture of Zn(OH)$_2$ and ZnO, with decreasing relative Zn(OH)$_2$ content for thicker window layers. Moreover, we observe diffusion of sodium to the surface of the window layer. We derive electronic surface band gaps of the i-ZnO and InxSy:Na layers of 3.86 ± 0.18 eV and 2.60 ± 0.18 eV, respectively, and find a largely flat conduction band alignment at the i-ZnO/In$_x$S$_y$:Na interface.


Verlagsausgabe §
DOI: 10.5445/IR/1000174072
Veröffentlicht am 10.09.2024
Cover der Publikation
Zugehörige Institution(en) am KIT Institut für Photonenforschung und Synchrotronstrahlung (IPS)
Institut für Technische Chemie und Polymerchemie (ITCP)
Publikationstyp Zeitschriftenaufsatz
Publikationsmonat/-jahr 12.2024
Sprache Englisch
Identifikator ISSN: 1062-7995, 1099-159X
KITopen-ID: 1000174072
HGF-Programm 56.12.11 (POF IV, LK 01) Materials - Quantum, Complex and Functional
Erschienen in Progress in Photovoltaics: Research and Applications
Verlag John Wiley and Sons
Band 32
Heft 12
Seiten 904–911
Vorab online veröffentlicht am 23.08.2024
Nachgewiesen in Web of Science
Dimensions
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