合金Cu₂CoZn_1-Sn(S,Se) ₄吸收层的形成及其在太阳能电池中的应用

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:

• Cu2ZnSn(S,Se) 4 (CZTSSe) 薄膜太阳能电池对低成本的可再生能源充满希望.
• CZTSSe中的缺陷阻碍了光电转换效率 (PCE).
• 部分阴离子替代是缓解这些缺陷的关键策略.

研究的目的:

• 为了研究 (Zn2+) 替代 (Co2+) 对 CZTSSe 太阳能电池性能的影响.
• 优化含量,以改善缺陷抑制和结晶性.
• 探索一种用于增强CZTSSe设备中的PCE的新方法.

主要方法:

• 使用混合的n-丁和丁酸盐溶液系统制备合金Cu2Co_xZn1-xSn(S,Se) 4薄膜.
• 系统地改变含量 (x) 以研究其对设备性能的影响.
• 材料特性和设备指标的表征,包括PCE,开放电路电压 (VOC),电流密度 (JSC) 和填充因子 (FF).

主要成果:

• 成功合成Cu2Co_xZn1-xSn(S,Se) 4阶段,抑制有害缺陷并优化结晶性.
• 最佳Co替代 (x=0.05) 导致设备性能显著改善.
• 具有最佳含量的设备实现了9.0%的PCE,416mV的VOC,33.87mA/cm2的JSC和64%的FF.

结论:

• 用CO2+替换Zn2+是提高CZTSSe太阳能电池性能的一个有效策略.
• 这种方法为进一步优化CZTSSe太阳能电池提供了一条新的途径.
• 这项研究表明了Co Incorporation在推进薄膜太阳能电池技术方面的潜力.