空位增强阳离子有序化实现Kesterite太阳能电池效率超过15%
材料科学
2024-04-10 v1 应用物理
摘要
原子无序是化合物晶体材料中普遍存在的问题，是影响低成本、环境友好的多硫族化合物Cu2ZnSn(S, Se)4 (CZTSSe)光伏器件性能的关键因素。由于Cu-Zn无序的形成能极低，在CZTSSe中尤为丰富，导致高浓度深能级缺陷和严重的电荷损失，而其调控因无序-有序相变热力学与原子交换动力学之间的矛盾而具有挑战性。本文通过在CZTSSe表面引入更多空位，探索了一种空位辅助策略，以降低原子交换势垒极限，促进Cu-Zn有序动力学过程。Cu-Zn有序度的提高显著减少了器件中的电荷损失，并帮助我们在0.27 cm²和1.1 cm²面积的CZTSSe太阳能电池中分别实现了15.4%（认证效率14.9%）和13.5%（认证效率13.3%）的效率，从而为新兴无机薄膜光伏技术带来了实质性进展。
引用
@article{arxiv.2404.05974,
title = {Vacancy enhanced cation ordering enables >15% efficiency in Kesterite solar cells},
author = {Jinlin Wang and Licheng Lou and Kang Yin and Fanqi Meng and Xiao Xu and Menghan Jiao and Bowen Zhang and Jiangjian Shi and Huijue Wu and Yanhong Luo and Dongmei Li and Qingbo Meng},
journal= {arXiv preprint arXiv:2404.05974},
year = {2024}
}