双电子传输层结构硫硒化锑太阳电池的界面特性优化

• 作者: 曹宇 刘超颖 赵耀 那艳玲 江崇旭 王长刚 周静 于皓
• 来源期刊: 物理学报
• 关键词: 薄膜太阳电池 硫硒化锑 界面特性 双电子传输层
• 年，卷（期）: 2022,（3）
• 所属期刊栏目: 物理学交叉学科及有关科学技术领域|INTERDISCIPLINARY PHYSICS AND RELATED AREAS OF SCIENCE AND TECHNOLOGY
• 页码范围: 331-338
• 页数: 8页
• 语种: 中文
• DOI: 10.7498/aps.71.20211525

摘要

硫硒化锑薄膜太阳电池因其制备方法简单、原材料丰富无毒、光电性质稳定等优点,成为了光伏领域的研究热点.经过近几年的发展,硫硒化锑太阳电池的光电转换效率已经突破10％,极具发展潜力.本文针对硫硒化锑太阳电池中n/i界面引起的载流子复合进行了深入研究.发现硫硒化锑太阳电池的界面特性会受到界面电子迁移能力和能带结构两方面的影响.界面电子迁移率的提高能使电子更有效地传输至电子传输层,实现器件短路电流密度和填充因子的有效提升.在此基础上,引入ZnO/Zn1–xMgxO双电子传输层结构能够进一步优化硫硒化锑太阳电池性能.其中,Zn1–xMgxO能级位置的改变可以同时调节界面和吸光层的能级分布,在Zn1–xMgxO导带能级为–4.2 eV,对应Mg含量为20％时,抑制载流子复合的效果最为明显,硫硒化锑太阳电池也获得了最佳的器件性能.在去除缺陷态的理想情况下,双电子传输层结构硫硒化锑太阳电池在600 nm厚时获得了20.77％的理论光电转换效率,该研究结果为硫硒化锑太阳电池的进一步优化和发展提供了理论与技术支持.