对于高效的Sb₂(S,Se)₃太阳能电池具有高开放电路电压的Se元素度梯度调节

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:

• 抗二硫化 (Sb₂(S,Se) ₃) 由于其高吸收性,稳定性和无毒性,显示出光电转换的前景.
• 电流Sb₂(S,Se)₃光伏设备遭受低开通电路电压 (V_oc),限制了整体功率转换效率 (η).

研究的目的:

• 提高基于Sb的光伏设备的V_oc和功率转换效率 (η).
• 开发一种生产高质量的Sb₂(S,Se)₃薄膜的方法,控制元素分布.

主要方法:

• 采用了一种与酸胺 (TA) 协同作用的双硫源热水法.
• 在TiO₂/CdS基板上实施了一种创新的Se元素度梯度调节策略.
• 研究了Se-元素梯度对Sb₂(S,Se) ₃膜特性和设备性能的影响.

主要成果:

• 元素梯度分布创造了有利的能量带结构,改善了电荷传输和分离.
• Sb₂(S,Se) ₃ 具有受控Se梯度的薄膜表现出抑制的能量障碍,用于孔运输和增强的电子运输.
• 冠军TA-Sb₂(S,Se) ₃平面异构连接 (PHJ) 太阳能电池实现了9.28%的功率转换效率 (η),V_oc为0.70 V.

结论:

• Se-元素度梯度策略有效地提高了Sb2光伏设备的V_oc和η.
• 这项研究有助于制备高质量的Sb₂(S,Se)₃薄膜,用于高效的无机太阳能电池.
• 开发的方法为实现高性能Sb₂(S,Se) ₃平面异质连接 (PHJ) 太阳能电池提供了一条途径.