近期，武四新教授课题组的研究成果《High Efficiency CIGS Solar Cells by Bulk Defect Passivation through Ag Substituting Strategy》在ACS Applied Materials & Interfaces上发表。(ACS Applied Materials & Interfaces, 2020, 12, 12717-12726. IF: 8.456，JCR一区)。

文章链接：https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acsami.9b21354.

Cu(In,Ga)Se2（CIGS）是一种黄铜矿结构的直接带隙半导体，具有带隙可调（1.1-1.7 eV），吸收系数高等优点。CIGS电池最高效率已经达到23.35%，被认为是最有前景的太阳能电池。但是在CIGS吸收层中往往存在InCu或者GaCu等深能级复合中心，造成光生载流子在CIGS体相严重复合，降低其效率。

在本工作中，武四新教授研究团队通过简单的液相法，在CIGS体相中引入Ag+离子对体缺陷进行钝化。结果表明Ag+离子成功进入CIGS晶格，并且将InCu深缺陷的浓度从3.45 × 1014(cm−3)降低到6.72 × 1012(cm−3)。同时Ag的引入也极大的改善了薄膜结晶性，消除了小晶粒层，得到了晶粒贯穿薄膜的高质量晶体。基于以上Ag的优点，成功制备出光电转换效率为15.82%的CIGS光伏器件，这是目前非肼溶液法制备的最高水平。本研究工作提供了一种有效的体缺陷钝化方法，对进一步提升CIGS太阳能电池光电转换效率有重要意义。

图1

CIGS器件（Device A)和Ag掺杂CIGS（Device C)的DLTS信号（a）和DLTS信号对应的阿伦依乌斯拟合图（b）,DLTS结果表明主要是InCu和VIn缺陷得到抑制。（c）Ag掺杂CIGS器件15.82%效率的J-V图，（d）CIGS器件的EQE图谱，表明Ag钝化的CIGS吸收层具有良好的光利用特性。