锡锌矿太阳能电池的长期挑战是 CdS/Cu2ZnSn(S,Se)4 (CZTSSe) 界面的非辐射复合导致低开路电压 (Voc) 和填充因子 (FF)。基于此,河南大学武四新&寇东星团队展示了一种方便的低温退火和缓冲层内 In 掺杂的组合,以建立电气良性的高质量 CdS:In/CZTSSe 异质结,相关成果于2024年9月20日发表于ACS Energy Letters期刊。低温退火有利于 Cu、Zn 和 Sn 杂质元素从缓冲层迁移到吸收层,改善晶格匹配并减少有害缺陷和涉及大量复合损失的导带偏移 (CBO) 势垒。In 掺杂提高了缓冲层的施主浓度和结晶度,从而改善了电子传输和提取过程。因此,CdS:In 器件实现了 14.5% 的最高效率,Voc 损失从 348 mV 降低到 287 mV,FF 从 66.6% 增加到 70.3%,有望显著提高 CZTSSe 太阳能电池的效率。
论文信息:ACS Energy Lett. 2024, 9, 4939−4946. https://doi.org/10.1021/acsenergylett.4c02118
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