铜锌锡硫薄膜太阳能电池的界面工程

【作者】 何阳； 林锦鸿； 梁广兴； 范平； 苏正华；

【机构】 深圳大学；

【摘要】 目前铜锌锡硫（Cu₂ZnSnS₄, CZTS）由于电池的界面复合比较严重,导致电池开路电压和填充因子都比较低,因此其最高转换效率仅为11%左右。我们针对CZTS电池界面问题首先设计了新的电池结构,研究了器件退火对ITO薄膜性能、电池界面元素扩散、载流子浓度和界面能带排列的影响规律,获得了基于阳离子掺杂纯硫化物CZTS电池效率超过12%;然后回顾了课题组对化学浴沉积硫化镉方法的一系列改进,提出了一种高效均匀的化学浴薄膜沉积方案;接着提出了一种基于放电等离子烧结（SPS）制备CZTS薄膜溅射靶材的工艺来制备CZTS前驱体薄膜,通过引入双气压溅射模式,获得了兼顾薄膜质量和结合力以及高质量的背电极界面的CZTS薄膜,获得9.3%的超薄CZTS（～400nm）电池光电转换效率;最后通过引入三价铝离子处理异质结界面,达到铟离子扩散相同的效果,获得了超过10%的无铟CZTS薄膜太阳能电池。更多还原