介于层间的面向增长和缺陷被动化,以实现高效的批量异质连接Sb₂(S,Se)₃光伏与最小化的非辐射重组

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 太阳能光伏发电是如何实现的
• 半导体物理 半导体物理

背景情况:

• 胺硫化 (Sb2(S,Se) 3) 是一个有前途的光伏材料,具有很高的光吸收.
• 大量异质连接 (BHJ) Sb2(S,Se) 3太阳能电池面临的挑战是,由于不规则的结晶和缺陷的接口,具有低效的载体提取和非辐射损失.

研究的目的:

• 制定制造高质量的Sb2(S,Se) 3 BHJ薄膜,具有可控形态和光电子特性的战略.
• 通过解决载体提取和重组的问题,提高Sb2(S,Se) 3 BHJ太阳能电池的功率转换效率 (PCE).

主要方法:

• 使用CdS种子层 (SL-CdS) 的介导层间导向生长和缺陷被动化 (IOD) 策略.
• SL-CdS中间层指导结晶,促进偏好的[hkl,l≠0]生长并抑制[hk0]域.
• 描述技术用于分析薄膜形态,缺陷密度,载体动态和光伏性能.

主要成果:

• SL-CdS间层诱导了异性质电荷传输,并减少了载体散射.
• 缺陷密度减少了47.37%,非辐射重组减少了74.64%.
• 冠军BHJ Sb2(S,Se) 3太阳能电池实现了8.46%的PCE,这与控制设备相比显著改善.

结论:

• 层间工程方法有效地控制Sb2(S,Se) 3膜形态,并减少缺陷.
• 增强的电荷载体移动性,减少重组和改进的内置电场有助于提高光伏性能.
• 这项工作提出了一个可行的材料设计范式,用于高性能,低损耗的素化物光伏.