铜锌锡硫硒薄膜太阳电池中有希望的无镉双缓层（英文）

作者：王思宇; 姜振武; 申展; 孙亚利; 郭洪玲; 武莉; 张建军; 敖建平; 王海; 张毅^*

来源：Science China-Materials, 2021, 64(02): 288-295.

Zn(O,S)薄膜由于低成本和生态友好的特性而被广泛用作锌黄锡矿薄膜太阳能电池的无镉缓冲层.但是Zn(O,S)缓冲层的载流子浓度和电导率较低,这将会导致器件性能的降低.在这项工作中,我们引入了一层额外的In2S3缓冲层,并通过后退火处理来改进Zn(O,S)层以及CZTSSe层的属性.经过退火处理后,我们发现Zn(O,S)和CZTSSe层的载流子浓度均增加,这有助于载流子分离并增加开路电压.此外还发现,氨水蚀刻处理可以去除污染物,减少界面缺陷,并且增加In2S3层的表面粗糙度以用作减反层.因此,经过退火和蚀刻处理后,CZTSSe太阳能电池的效率提高了24%.仿真和实验结果表明,In2S3层和Zn(O,S)层中的缺陷能级之间较大的能带偏移是限制CZTSSe器件的填充因子和效率的主要原因.以上研究表明In2S3/Zn(O,S)是一种有希望的高效锌黄锡矿太阳能电池的无镉双缓冲层.本研究还为通过铟掺杂提高吸收层和缓冲层的载流子浓度提供了新的视角.

• 单位
  南开大学