论文部分内容阅读
Sb2(S,Se)3体系薄膜具有光电性能优异,且所含元素储量丰富、价格低廉等优点,是一种新兴的太阳能电池吸收层材料。目前已发展了包括CSS、RTE、VTD、磁控溅射以及溶液法等薄膜沉积手段,相应的器件转换效率在短短几年内获得了较大的提升。本课题组通过引入水热原位生长法在CdS缓冲层上沉积了具有高均匀性的Sb2S3前驱膜,并对该生长机理进行深入探究。同时后硒化退火一方面提高了薄膜的结晶质量,另一方面改善了器件背接触。但经过系统退火的研究发现,过高的硒化温度严重破坏了PN结,因此采用适中的退火条件,我们组装了6.1%光电转换效率的FTO/CdS/Sb2(S,Se)3/Spiro-OMeTA/Au顶衬结构太阳能电池。同时,通过引入TiO2/CdS双缓冲层在减少器件短路通道的同时,优化了界面能带匹配,提高了空穴抽取效率,最终将器件Voc提高至792 mV。此外,为了进一步提高器件的稳定性并降低制备成本,我们采用廉价的碳电极替换有机空穴传输层Spiro-OMeTA及贵金属Au,初步获得了5.67%的光电转换效率。这种操作简易的水热原位生长法在Sb2(S,Se)3薄膜太阳能电池中展现出了极好的应用前景,后续通过组分、界面调控工程有望进一步提升其转换效率。