薄膜:增长过程洞察力和通过界面修改增加的电荷生成特性
Thomas Rath1,2, Jose M Marin-Beloqui1, Xinyu Bai1
1Department of Chemistry, Imperial College London, Molecular Sciences Research Hub White City Campus, Wood Lane, London W12 0BZ, U.K.
ACS applied materials & interfaces
|August 25, 2023
概括
铜硫化物 (Cu3BiS3) 薄膜被制造用于光伏应用. 引入硫化 (In2S3) 的中间层显著改善了TiO2/Cu3BiS3异质连接中的电荷生成和载体寿命.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 固态化学 固态化学
- 太阳能光伏发电是如何实现的
背景情况:
- 铜硫化物 (Cu3BiS3) 由于其光学特性,是光伏设备的一个有前途的材料.
- 高效的制造方法对于开发基于Cu的太阳能电池至关重要.
研究的目的:
- 使用旋转涂层方法制造Cu3BiS3薄膜.
- 研究硫化物 (In2S3) 介层对光伏应用中的TiO2/Cu3BiS3异质连接的性能的影响.
主要方法:
- 铜和树甲酸盐前体溶液的螺旋涂层.
- 在300°C时回火,形成Cu3BiS3膜.
- 时间解析的同时小和广角X射线散射 (TR-SAXS/WAXS) 用于薄膜形成分析.
- 暂时吸收光谱 (TAS) 用于电荷载体动态.
主要成果:
- Cu3BiS3膜具有很高的吸收系数和1.55 eV的带间隙.
- TR-SAXS/WAXS提供了关于电影形成过程的见解.
- 引入In2S3间层显著提高了TiO2/Cu3BiS3异质连接中的电荷生成产量.
- 观察到具有10μs的t50%的长寿命电荷载体.
结论:
- 开发的方法可以制造高质量的Cu3BiS3薄膜,适用于光伏.
- 在2S3介面层是有效提高电荷载体动态和设备性能.
- 基于Cu3BiS3的异质连接显示了高效太阳能转换的潜力.
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