在环境空气中使用IPA/MOE混合溶剂系统提高Cu2ZnSn(S,Se) 4设备的性能
Zhineng Zhou1, Xinghuan Hu1, Qiaogang Song1
1Key Laboratory of Novel Photovoltaic Materials and Thin Film Solar Cells of Yunnan Provincial Department of Education, Yunnan Normal University, Kunming 650500, P. R. China. shrw88@aliyun.com.
Physical chemistry chemical physics : PCCP
|July 26, 2024
概括
使用异醇 (IPA) 和2甲氧乙醇 (MOE) 的新混合溶剂系统改进了铜锡硫化 (CZTSSe) 太阳能电池. 优化的IPA内容提高了电影质量,并将设备效率提高了15%以上.
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.
- 太阳能光伏发电是如何实现的
背景情况:
- 铜锡硫化化 (CZTSSe) 是一个有前途的材料,用于低成本,高效的薄膜太阳能电池.
- 溶剂系统在CZTSSe制造的前体溶液加工和薄膜质量方面发挥着至关重要的作用.
- 优化溶剂成分对于提高CZTSSe膜特性和设备性能至关重要.
研究的目的:
- 引入和评估CZTSSe薄膜制造的异醇 (IPA) 和2甲基乙醇 (MOE) 的混合前体溶剂系统.
- 调查不同IPA/(MOE+IPA) 比率对CZTSSe薄膜特性和太阳能电池性能的影响.
- 确定一个最佳的溶剂组成,以提高 CZTSSe 太阳能电池的效率.
主要方法:
- 在环境条件下使用混合IPA/MOE前体溶剂系统制造CZTSSe薄膜.
- 在前体溶液中的IPA/(MOE + IPA) 比率的系统变化.
- 描述CZTSSe薄膜的特性,包括可湿性,Sn损失,带尾状态,粒度大小,结晶性和光吸收.
- 用不同的溶剂组成的 CZTSSe 太阳能设备的制造和性能评估.
主要成果:
- 将IPA添加到MOE溶剂系统中提高了前体溶液的湿透性,并减少了化过程中的Sn损失.
- IPA的结合改善了CZTSSe薄膜的结晶度,粒径和光吸收,同时减少了带尾状态.
- 20%的最佳IPA替换显著改善了设备性能,将短路电流密度 (JSC) 从30.84增加到35.55 mA cm-2和效率从9.19%增加到10.63%.
- 过度的IPA内容被发现会对薄膜特性和设备性能产生负面影响.
结论:
- 混合IPA/MOE溶剂系统为制造高质量的CZTSSe薄膜提供了可行和有效的方法.
- 优化溶剂系统中的IPA含量对于最大限度地提高CZTSSe太阳能电池效率至关重要.
- 本文介绍了一种新的溶剂工程策略,用于推进基于石的太阳能电池技术.
