多元合金化抑制新兴无机太阳能电池中的缺陷形成
材料科学
2024-06-14 v1
摘要
Cu2ZnSn(S, Se)4 (CZTSSe) 新兴无机太阳能电池在加速薄膜光伏的大规模低成本应用方面极具前景。它具有组分元素丰富无毒、材料稳定性高以及与工业工艺兼容性优良等显著优势。然而，CZTSSe 太阳能电池仍面临复杂缺陷与电荷损失的挑战。为克服这些限制并提升 CZTSSe 太阳能电池效率，实验上识别并抑制深能级缺陷至关重要。本研究揭示 CZTSSe 材料中的主导深能级缺陷呈现施主特性。我们提出 CZTSSe 多步结晶反应中的不完全阳离子交换是缺陷形成的动力学机制。针对该问题，我们引入一种元素协同合金化方法，旨在削弱金属-硫族键强度与中间相的稳定性。该合金化策略促进了阳离子交换的动力学过程，显著降低了 CZTSSe 吸收层内的电荷损失。据此，我们实现了超过 14.5% 的电池效率。这些结果代表了新兴无机太阳能电池的重大进展，并为更广泛多元无机化合物中缺陷的精确识别与调控带来更多机遇。
引用
@article{arxiv.2306.14629,
title = {Multinary Alloying Suppresses Defect Formation in Emerging Inorganic Solar Cells},
author = {Jiangjian Shi and Jinlin Wang and Fanqi Meng and Jiazheng Zhou and Xiao Xu and Kang Yin and Licheng Lou and Menghan Jiao and Bowen Zhang and Huijue Wu and Yanhong Luo and Dongmei Li and Qingbo Meng},
journal= {arXiv preprint arXiv:2306.14629},
year = {2024}
}