石墨烯添加剂改善CZTSSe薄膜太阳能电池性能

【作者】 曹蕾； 周正基； 武四新；

【机构】 河南大学；

【摘要】 近年来,由铜铟镓硒（CIGS）衍生而来的铜锌锡硫硒（CZTSSe）太阳能电池因其元素组分丰度高、制备工艺简单、元素带隙可调、吸光系数高等优点,引起了研究者们广泛的关注[1-2]。但是目前CZTSSe太阳能电池的最高认证效率为（13%）,距离S-Q理论的极限光电转换效率（32.2%）仍有很大的差距。由于CZTSSe吸收层多晶薄膜内存在着大量的晶界,光生载流子在传输过程中极易在晶界处复合,限制了载流子的扩散长度,从而恶化了光伏器件的性能。理论研究表明,石墨烯在多晶钙钛矿材料中起到了很好地钝化晶界的作用,使其能够实现与单晶相同的电荷输运特性[3]。在本研究中,采用具有高导电性和高迁移率的石墨烯作为活性添加剂添加到CZTSSe的前驱体溶液中,以期达到钝化CZTSSe吸收层晶界,抑制晶界处载流子复合和改善其电荷传输性能的目的。在最优石墨烯添加量时,CZTSSe太阳能电池的J_sc、FF和V_oc都得到了一定的提升,光电转换效率从9.23%提升至11.03%。更多还原