绿色前体水性溶液用于高性能Cu,In,Ga,S,Se) 薄膜太阳能电池
Dongdong Shen1,2, Bowen Liu1,2, Zhuoer Deng1
1State Key Laboratory of Featured Metal Materials and Life-Cycle Safety for Composite Structures; Guangxi Key Laboratory of Processing for Non-ferrous Metals and Featured Materials; MOE Key Laboratory of New Processing Technology for Nonferrous Metals and Materials; School of Resources, Environment and Materials, Guangxi University, Nanning 530004, China.
ACS applied materials & interfaces
|December 25, 2025
概括
研究人员开发了一种绿色的水溶液,用于铜,,硫化 (CIGSSe) 薄膜太阳能电池. 这种可持续的方法避免了有毒的溶剂,并降低了成本,实现了14.04%的功率转换效率.
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:
- 铜印化硫化 (CIGSSe) 薄膜太阳能电池是有希望的下一代光伏,具有高功率转换效率 (PCE) 和稳定性.
- 基于溶液的沉积提供了成本优势,但受到有毒有机溶剂和碳残留物的限制.
- 开发可持续和具有成本效益的制造方法对于可扩展的光伏生产至关重要.
研究的目的:
- 为制造高性能CIGSSe薄膜太阳能电池开发一种绿色,简单,经济高效的水溶液.
- 解决与传统溶液处理方法相关的毒性和碳污染的局限性.
- 为了证明水基加工对可持续光伏制造的可行性.
主要方法:
- 使用水性前体溶液制造CIGSSe薄膜太阳能电池.
- 前体溶液是通过将氧化铜,氧化银,氧化,酸和硫氨酸 (TU) 在无碳硫胺酸 (H2NSO3H) 中溶解而制备的.
- 在Mo涂层苏打玻璃 (Mo-SLG) 上评估前体的可湿性,并描述由此产生的太阳能电池性能.
主要成果:
- 水性前体溶液在Mo-SLG上表现出极好的湿透性,接触角度为36.70°,确保了均的薄膜形成.
- 制造的CIGSSe太阳能电池实现了14.04%的冠军功率转换效率 (PCE).
- 关键性能指标包括35.42mA/cm2的短路电流密度 (Jsc),0.61V的开路电压 (Voc) 和65.00%的填充系数 (FF).
结论:
- 开发的基于水的加工途径成功地消除了有毒有机溶剂,并降低了CIGSSe太阳能电池的制造成本.
- 这种绿色方法代表了朝着可持续和可扩展的光伏生产迈出的重大进步.
- 取得的高性能证明了水溶液在下一代太阳能电池制造中的潜力.
