梯度带隙实现>13%效率硫化类Kesterite太阳能电池，空口电压超过800mV
材料科学
2024-04-02 v1 应用物理
摘要
硫化类Kesterite Cu2ZnSnS4 (CZTS) 作为一种无毒且低成本的光伏材料，长期面临严重的电荷复合和差励的载流子传输问题，导致该电池效率纪录长期停滞在约11%。梯度带隙是缓解这些问题的有前景的方法，但由于难以在高温下控制合金元素的梯度分布，尚未在Kesterite太阳能电池中有效实现。本文针对Cd合金化CZTS，提出了一种前结晶策略，以减少薄膜生长过程中剧烈的垂直质量输运和Cd快速扩散，从而实现前Cd梯度CZTS吸收层。Cd梯度CZTS吸收层表现出向下弯曲的导带结构，显著增强了少量载流子传输，并进一步改善了CZTS/CdS异质结的能带对齐和界面性能。最终，我们实现了13.5%的冠军总面积效率(有效面积效率:14.1%)的电池，并实现了超过800mV的高空口电压。我们还实现了13.16%的认证总面积电池效率，为纯硫化物Kesterite太阳能电池迈出了实质性的进步。
关键词
引用
@article{arxiv.2404.00291,
title = {Gradient bandgap enables >13% efficiency sulfide Kesterite solar cells with open-circuit voltage over 800 mV},
author = {Kang Yin and Jinlin Wang and Licheng Lou and Xiao Xu and Bowen Zhang and Menghan Jiao and Jiangjian Shi and Dongmei Li and Huijue Wu and Yanhong Luo and Qingbo Meng},
journal= {arXiv preprint arXiv:2404.00291},
year = {2024}
}