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铜锌锡硫硒薄膜太阳能电池研究取得进展

时间:2024-02-27 17:49 来源:未知 作者:admin 点击:

  铜锌锡硫硒太阳能电池(CZTSSe)是一种新型薄膜太阳能电池,因吸光系数高凯时平台下载凯时平台下载凯时平台下载、弱光响应好凯时平台下载凯时平台下载、稳定性高、组成元素储量丰富凯时平台下载凯时平台下载、环境友好且价格低廉而颇具发展潜力,从而备受关注。中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心孟庆波团队多年来在该类薄膜太阳能电池方面开展了系统研究凯时平台下载,在高质量铜锌锡硫硒薄膜制备、界面调控、器件载流子动力学分析和电池效率提升等方面取得了系列研究成果凯时平台下载。例如凯时平台下载,基于二甲亚砜(DMSO)体系,发展了一种可以同时调控背界面和吸收层体相缺陷的Ge掺杂策略凯时平台下载凯时平台下载,所制备的CZTSSe电池认证效率为12.8%;在界面研究方面凯时平台下载,引入有机电子传输层(PCBM)增强电荷抽取与传输,实现了12.9%的电池效率;在溶剂工程方面凯时平台下载,发展了一种环境友好的水溶液体系凯时平台下载,探索了小分子配体与金属离子相互作用对前驱膜凯时平台下载、硒化膜晶体生长、薄膜微结构及器件性能的影响凯时平台下载凯时平台下载,获得了12.8%的电池认证效率凯时平台下载。该团队已在CZTSSe电池材料及器件方面申请国家发明及实用新型专利13项凯时平台下载凯时平台下载。

  近日凯时平台下载,该团队与南京邮电大学教授辛颢合作凯时平台下载,从硒化动力学角度出发,通过调节腔室压强来改变半封闭石墨盒中的硒化反应速率凯时平台下载凯时平台下载,进而调节铜锌锡硫硒薄膜的相演变过程。增加腔室压强后凯时平台下载凯时平台下载,研究通过原位实时硒分压监测发现,在硒化早期,硒分压被抑制,从而降低了硒化升温阶段(200-400 ℃)中前驱膜与气态硒蒸汽的碰撞几率;同时,正压条件下硒化能够抑制元素的非均匀扩散凯时平台下载凯时平台下载。在以上两点共同影响下,相演变过程在相对更高的温度下开始(>400 ℃)凯时平台下载,前驱膜表面经常出现的CuxSe、Cu2SnSe3等中间相被抑制凯时平台下载凯时平台下载,因此,实际相演变过程一步完成。由此获得的银替位CZTSSe(ACZTSSe)吸收层晶体质量高凯时平台下载、内部孔洞少、表面缺陷浓度显著降低凯时平台下载。所制备电池体相缺陷浓度降低了约一个数量级,电学性能也得到明显改善凯时平台下载,并实现了全面积14.1%效率(认证全面积13.8%)的太阳能电池,是目前报道的最高效率凯时平台下载。这一工作为进一步理解和调控铜锌锡硫硒相演变过程提供了动力学调控思路,并为其他类型多晶薄膜生长制备提供借鉴意义凯时平台下载凯时平台下载凯时平台下载凯时平台下载。

  图1.(a)铜锌锡硫硒的相演变路径示意图;(b)原位监测获得的不同腔压下反应过程中的硒分压曲线;(c)铜锌锡硫硒太阳能电池认证报告(国家光伏产业计量测试中心)。

  图2.(a)对比组吸收层的SEM正面和截面图像;(b)实验组吸收层的SEM正面和截面图像;(c)对比组吸收层的能带结构;(d)实验组吸收层的能带结构。温度特性可视电话替位扩散凯时平台下载实时遥测