准外延高效无机硫化锑电池

【作者】 邓辉； Muhammad Ishaq； 张欢； 侯腾轩； 宋海胜；

【机构】 华中科技大学武汉光电国家研究中心；

【摘要】 硫化锑（Sb₂S₃）作为一种宽禁带、无毒、稳定的光伏材料,在硅基串联电池的顶电池上具有巨大的应用潜力。硫化锑作为顶电池材料在带隙、成本和工艺上能够完美匹配硅基叠层电池。然而,平面结硫化锑太阳能电池的性能受到体内复合和界面复合的影响。通过热处理TiO₂缓冲层,诱导垂直定向硫化锑吸收层准外延生长,克服了界面缺陷和吸收层输运损失。这种新颖的生长方式获得了优良的界面质量和链内传输特性,明显提高了开路电压（Voc）。外延Sb₂S₃表面呈现出不同的微结构。通过优化晶粒尺寸,形成强陷光效应,进一步提高了短路电流密度（Jsc）,提升量达16%。最终的高稳定性优化器件的转换效率达到了5.4%,是报道的全无机Sb₂S₃太阳能电池的最高效率。该方法所提出的准外延生长具有良好的界面,垂直取向和表面陷光效应,为高效薄膜太阳能电池的研究提供了新的思路。更多还原