近日，武四新教授课题组与陕西师范大学刘生忠教授课题组合作，在Cu₂ZnSn(S,Se)₄（CZTSSe）吸收层薄膜晶界钝化领域取得新进展。相关成果以“石墨烯添加剂钝化晶界提高锌黄锡矿太阳能电池效率”（Passivating Grain Boundaries via Graphene Additive for Efficient Kesterite Solar Cells）为题，于2023年10月20日在国际学术期刊《Small》上发表。文章链接：https://doi.org/10.1002/smll.202304866。

铜锌锡硫硒（CZTSSe）被认为是最具有发展潜力的绿色薄膜光伏材料之一。目前CZTSSe薄膜太阳电池基本都采用多晶薄膜材料作为光吸收体，在吸收层存在着大量晶界 (GBs)，这些区域可能存在大量由于周期性破坏导致的禁带内电子态，成为载流子陷阱、散射和复合中心，从而严重地制约光伏器件的性能。前期文献报道，二维材料石墨烯可以分布在多晶薄膜材料的晶界，消除不良的晶界效应，从而实现与单晶相同的电荷输运特性。基于此，本研究提出利用石墨烯的高导电性和高迁移率特性将其引入到CZTSSe前驱体溶液中，高温硒化后石墨烯可分布在CZTSSe多晶薄膜的晶界，从而改善晶界之间的载流子传输，提升光伏器件的性能。本研究工作提出了一种有效钝化CZTSSe吸收层多晶晶界的方法，为提高CZTSSe吸收层的光生载流子收集效率提供了一种有针对性的策略。

河南大学材料学院为论文第一完成单位。河南大学材料学院硕士研究生曹蕾为论文第一作者，河南大学周正基教授和武四新教授、陕西师范大学田庆文副教授和刘生忠教授为论文共同通讯作者。该工作得到了国家自然科学基金委和河南省科技厅等项目的资助。