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研究进展

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武四新教授课题组在Solar Energy Materials and Solar Cells上发表超临界二氧化碳调控提高CZTSSe太阳能电池效率

来源: 亚博yabovip88    日期:2021-08-09   浏览次数:

近期,武四新教授课题组的研究成果《Regulation of selenium composition by supercritical carbon dioxide for CZTSSe solar cells efficiency improvement》在Solar Energy Materials and Solar Cells (Solar Energy Materials & Solar Cells 231 (2021) 111308)上发表。目前该杂志影响因子为7.267,JCR分区二区,文章链接https://doi.org/10.1016/j.solmat.2021.111308。

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。众所周知,富硒硒化可以为CZTSSe吸收层的晶粒生长过程提供诸多好处。然而,在这一过程中低反应活性的硒不可避免地形成Se团簇并在CZTSSe吸收层中严重聚集。这些有害的Se团簇显著增加了CZTSSe吸收层中的载流子复合,从而降低了CZTSSe太阳能电池的光电转换效率。

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) 处理以调节CZTSSe吸收层薄膜中的硒组分。结果表明SCCO2处理显著降低了CZTSSe 吸收层薄膜中的硒组分,极大地改善了吸收层薄膜的载流子传输性能,制备器件的开路电压 (VOC) 和填充因子 (FF) 均得到显著提高。基于SCCO2处理,成功实现了CZTSSe太阳能电池效率从9.26 %提高到11.43 %。此外,在之前工作 (使用SCCO2处理减少前驱体薄膜中含碳残留物) 的基础上开展此项工作,能够使得器件的光电转换效率达12.13 %。这种独特的SCCO2处理可能为其他基于硒化的光电器件性能改进提供新思路。


图1. SCCO2处理CZTSSe吸收层薄膜调控硒组分的示意图。


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