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研究进展

研究进展

武四新教授课题组在ACS APPLIED MATERIAL & INTERFACES 上发表了采用醋酸盐前驱体溶液法改善(Cu,Ag)2ZnSn(S,Se)4吸收层薄膜结晶性并提高光伏器件性能的研究成果

来源: 河南大学材料学院    日期:2020-04-02   浏览次数:

近期,武四新教授课题组的研究成果《Enhancing Grain Growth for Efficient Solution-Processed (Cu,Ag)2ZnSn(S,Se)4 Solar Cells Based on Acetate PrecursorACS APPLIED MATERIAL & INTERFACES上发表,目前该杂志影响因子为8.456JCR分区一区。文章链接:https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acsami.0c02629


材料结晶度是决定吸收层材料光电特性和光电器件整体性能的首要因素。然而,在溶液法制备的Cu2ZnSn(S,Se)4吸收层中经常出现双层或者三层结构,增加了光生载流子在晶界处的复合几率,从而严重的破坏了电池性能。该研究首次将阴离子相关的研究引入到(Cu,Ag)2ZnSn(S,Se)4吸收层材料中。通过采用醋酸盐起始材料代替氧化物起始材料,利用醋酸根离子在后硒化过程中容易挥发的特性,有效的消除了吸收层薄膜的多层分布,得到了晶粒尺寸大,结晶性良好,大晶粒贯穿的吸收层薄膜。研究结果表明吸收层薄膜结晶性的加强有效地抑制了光生载流子在晶界处的复合,降低了吸收层中CuZn反位缺陷的浓度。最终,(Cu,Ag)2ZnSn(S,Se)4太阳能电池的光电转换效率从10.35%(氧化物样品)提高到了11.32%(醋酸盐样品)。该研究成果揭示了阴离子对于溶液法CZTSSe太阳能电池吸收层结晶性的关键作用,这对CZTSSe光伏器件的研究及应用具有重要的指导意义。

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