对化环境进行细分控制,以获得高质量的Cu₂ZnSn(S,Se)₄膜,从而实现高效的化石太阳能电池

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 可再生能源可再生能源是可再生能源.
• 半导体物理 半导体物理

背景情况:

• 具有较少缺陷的高晶质吸收器对于提高铜锡硫化 (CZTSSe) 太阳能电池的开路电压 (V_OC) 和效率至关重要.
• 目前制备高质量的CZTSSe吸收剂的方法受到控制化反应的挑战以及薄膜生长的复杂环境要求的阻碍.

研究的目的:

• 为化环境提出一种新的细分控制策略,以调节反应并提高CZTSSe吸收器质量.
• 通过减轻缺陷和增强载体收集,提高CZTSSe太阳能电池的V_OC和整体效率.

主要方法:

• 在化过程中对 (Se) 蒸发区域实施细分控制策略.
• 最初利用一个大的海水蒸发区域进行快速相位过渡和薄膜形成.
• 在后期阶段使用较小的海水蒸发区域,为谷物生长和元素均化创造柔软化环境.

主要成果:

• 由于初始阶段的高Se蒸发和扩散流量,实现了具有快速相变的单层薄膜.
• 成功抑制了锡 (Sn) 损失,并在后期阶段促进了元素同质化,创造了软化环境.
• 缓解了与Sn相关的深层次缺陷,显著改善了非辐射重组抑制,并增强了载体收集,从而导致更高的V_OC.

结论:

• 拟议的细分控制策略有效调节化反应,改善CZTSSe吸收器质量.
• 增强的吸收器质量直接导致V_OC的显著改善,并减少V_OC的赤字.
• 开发的CZTSSe太阳能电池实现了令人印象深刻的13.77%的效率.