中国科学技术大学陈涛&唐荣风团队最新AM:三氧化硼辅助后退火使Sb2Se3薄膜实现垂直取向再结晶,用于高效太阳能电池

文摘   2024-12-09 19:59   瑞士  
结晶过程对于提高多晶薄膜的结晶性、调控晶体取向以及修复薄膜内部缺陷至关重要。对于准一维Sb2Se3光伏材料,Sb2Se3薄膜的制备在调控取向和缺陷性质方面仍然面临着巨大的挑战,限制了器件的性能。基于此,中国科学技术大学陈涛&唐荣风团队在本研究中开发了一种新颖的后处理策略,利用低熔点B2O3涂覆层作为助熔剂来驱动Sb2Se3的重结晶,从而调控热蒸发衍生的Sb2Se3薄膜的微观取向并优化其电学性能,相关成果发表于Advanced Materials期刊。机理研究表明,B2O3与Sb2Se3的(hk1)面表现出更强的吸附从而诱导薄膜的垂直取向生长,同时通过与Sb2Se3相互作用阻挡Se的挥发通道并抑制Se空位缺陷。具有[hk1]择优取向和抑制深能级缺陷的Sb2Se3薄膜有利于太阳能电池中载流子的有效传输,经B2O3处理的器件在不添加MgF2减反射膜的情况下达到了9.37%的最高效率,这是目前热蒸发法制备的Sb2Se3太阳能电池中的最高效率。该研究为调控低维无机薄膜的光电性能提供了一种新的方法和机制。
论文信息:S. Sheng, B. Che, Z. Cai, J. Li, X. Peng, P. Xiao, Q. Zhao, J. Yang, R. Tang, T. Chen, Boron Trioxide-Assisted Post-Annealing Enables Vertical Oriented Recrystallization of Sb2Se3 Thin Film for High-Efficiency Solar Cells. Adv. Mater. 2024, 2416083.https://doi.org/10.1002/adma.202416083
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