In this thesis, the efficiencies of $Cu(In,Ga)Se_2$ (CIGS) thin film solar cells are improved by technical engineering such as alkali incorporation and modification of compositional gradient of CIGS absorbing material. This work also includes characterizations of both material and devices for unveiling and regulating the loss or gain mechanisms of optical and electrical properties or resulting performance. The effects of unexplored heavy-alkali doping onto CIGS absorbers are revealed, especially the influence on deep-level defects inside the material and the consequent enhancement of the solar devices. Diffusion of heavy alkali element in CIGS is investigated in order to discover how such large atoms are distributed inside the films. Furthermore, the impact of alkali incorporation into different bandgap profiles of the material is examined, specifically operating behavior of the devices. These accomplishments are finally expanded to tandem applications to surmount the performance of single CIGS solar cells. This thesis presents state-of-the-art perovskite/CIGS tandem solar cell and provide a guidance for future developments.
$Cu(In,Ga)Se_2$ (CIGS) 무기박막 광흡수층 제작을 위해 동시증발법을 이용한 진공 증착 공정으로 알칼리 도핑과 내부 밴드갭 프로파일 조절을 통하여 고효율의 태양전지 소자를 제작함. 알칼리 도핑이 CIGS 광흡수층과 태양전지에 미치는 광학적, 전기적 특성을 조사하고, 소자 효율 향상 메커니즘을 규명함. 광흡수층의 내부 밴드갭 프로파일 변화에 따른 알칼리 도핑에 의한 영향을 조사하고, 그에 따른 알칼리 도핑이 태양전지 소자 특성을 비교 분석함. 최종적으로, 최적화된 알칼리 도핑과 밴드갭 프로파일 조절 기술을 기반으로 적층형 페로브스카이트/CIGS 탠덤 태양전지 소자에 적용하여 고효율 탠덤 태양전지로서의 잠재성을 증명함.
