硒团簇扩散和反应活性差导致的硒化不充分、元素分布不均匀是限制Cu2ZnSn(S,Se)4 (CZTSSe)太阳能电池效率的主要问题之一。基于此,河南大学武四新&韩力涛团队设计了一种简单可行的策略,通过对装载有Se颗粒的石墨盒实施高温处理来提高硒(Se)的活性,相关成果于2024年10月13日发表于Advanced Functional Materials期刊。石墨对活性气态小分子硒的快速吸附/解吸特性成功地将高活性的Se4、Se3和Se2引入到硒化过程中。结果表明,吸附的无毒气态活性Se3和Se4能在低温下快速均匀地扩散到前驱体薄膜中,从而同时在表背界面诱导成核和晶粒生长,抑制了阳离子尤其是Cu的向上迁移和聚集,促进了元素的均质化。整体相对缺乏 Cu 的化学环境抑制了CuZn 缺陷和[2CuZn+SnZn]缺陷簇的形成,同时也促进了有利的VCu 的产生。然后优化了带尾态和非辐射复合。最后,CZTSSe 太阳能电池实现了 14.5% 的功率转换效率 (PCE),其中 Voc/VocSQ 为 67%,是文献中最高的之一。
论文信息:T. Xie, L. Han, L. Chu, M. Han, Y. Jian, J. Chi, X. Zhong, T. Liu, D. Kou, W. Zhou, Z. Zhou, S. Yuan, Y. Meng, Y. Qi, S. Wu, Passivation of Deep-Level Defects through Chemical Environment Regulation for Efficient CZTSSe Solar Cells Based on Active Selenium Adsorption–Desorption Process. Adv. Funct. Mater. 2024, 2414940. https://doi.org/10.1002/adfm.202414940
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