四元化合物靶材溅射后纯硒化退火的高效率CZTSe太阳电池

【作者】 李昕晨； 庄大明； 赵明； 张宁； 任国铵；

【机构】 清华大学材料学院；

【摘要】 本研究工作通过磁控溅射CZTSe四元化合物靶材,后进行纯硒化退火工艺得到CZTSe薄膜材料,并制得了高效率的CZTSe太阳电池^[1,2]。纯硒化退火工艺在H2Se（2vol.%）/Ar混合气氛下,吸收层采用300°C、350°C、400°C、450°C、500°C、550°C、575°C、590°C的退火温度,目标温度持续时间5分钟,之后对制备的CZTSe吸收层材料进行表征。分析结果表明,在特定的退火温度下,可以得到具有均匀和平整的吸收层薄膜,并且其具有较高的锌黄锡矿相结构纯度。通过在575°C的硒化退火温度下得到的CZTSe吸收层,采用标准工艺制备的太阳电池的光电转换效率达到11.95%。对于制备的纯硒化CZTSe材料的吸收系数进行拟合与分析,由带电缺陷引起的静电势波动是带隙间辐射复合红移的主要原因,这会造成器件的开路电压损失,并限制了太阳电池的效率;由材料的不均匀性引起的带隙波动,是引起带尾态能级吸收的原因。更多还原