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研究进展

研究进展

武四新课题组在Green Chemistry上发表超临界处理提升CZTSSe太阳能电池光电转换效率的工作

来源: 河南大学材料学院    日期:2020-06-09   浏览次数:

近期,武四新教授课题组的研究成果《Boosting the efficiency of solution-based CZTSSe solar cells by supercritical carbon dioxide treatment》在Green Chemistry上发表。(Green Chem., 2020, 22, 3597. IF: 9.43,JCR一区)。文章链接:https://pubs.rsc.org/en/content/articlehtml/2020/GC/D0GC01355B.

Cu2ZnSn(S,Se)4 (简记为CZTSSe)太阳能电池由于其成本低、组成元素丰度高等优势近年来受到了广泛的关注。溶液法(主要是前驱体溶液法)已经被广泛应用于制备CZTSSe薄膜太阳能电池。2009年以来,CZTSSe太阳能电池的效率记录几乎都是采用溶液法组装的器件。然而,溶液法组装的器件在沉积后处理(PDT)过程中,总是会形成有害的碳残留。这些碳残留会限制CZTSSe晶粒的生长,导致小晶粒层的生成,进而会增加串联电阻,降低太阳能电池的填充系数,从而限制了CZTSSe太阳能电池的效率提升。

在本工作中,武四新教授研究团队提出利用超临界二氧化碳(SCCO2)处理以降低碳残留。结果表明SCCO2处理能有效地减少碳残留,极大地改善了薄膜结晶性和质量。基于SCCO2处理,成功实现了CZTSSe太阳能电池效率从9.28 %提高到11.23 %。这种独特的SCCO2处理方法,有可能为其他基于溶液法制备的光电器件性能提升带来新方法和思路。

图1:CZTSSe薄膜的SCCO2处理示意图

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