通过 Sb 磁控溅射与后硫化制备超衬底结构 Sb$_2$S$_3$ 薄膜太阳能电池
材料科学
2025-06-03 v1 化学物理
摘要
我们报道了采用射频磁控溅射金属锑随后进行沉积后硫化的方法，在超衬底构型中制备和优化半透明硫化锑（SbS）薄膜太阳能电池。在 FTO/CdS/SbS/Spiro-OMeTAD/Au 架构中，系统研究了吸收层和缓冲层厚度对器件性能的影响。将 SbS 吸收层厚度优化至 100 nm 后，获得了功率转换效率为 2.76\%、短路电流密度为 14 mA/cm、开路电压为 650 mV 的最佳器件。该器件在 380--740 nm 波长范围内的透射率高达 20\%，表明其适用于室内和建筑集成光伏应用。结构和成分分析证实了高纯度 SbS（90 at.\% 以上）以及硫化后结晶度的改善。这些结果证明了溅射 SbS 作为新兴透明薄膜太阳能技术可扩展且可调吸收层的潜力，并突出了厚度优化和界面控制在器件性能中的关键作用。
引用
@article{arxiv.2506.01170,
title = {Superstrate structured Sb$_2$S$_3$ thin-film solar cells by magnetron sputtering of Sb and post-sulfurization},
author = {Evgeniia Gilshtein and Harshvardhan Maheshkant Gupta and Andrea Maria Pierri Enevoldsen and Cristina Besleaga and Aurelian Catalin Galca and Stela Canulescu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2506.01170},
year = {2025}
}