异质结退火诱导Sb₂Se₃开路电压提高研究

【作者】 唐戎； 陈烁； 苏正华； 范平； 梁广兴；

【机构】 深圳大学物理与光电工程学院；

【摘要】 硒化锑（Sb₂Se₃）作为极具潜力的高性能薄膜太阳电池吸收层材料,其电池器件转换效率近年内迅速提升（目前最高效率9.2%）。然而,严重的开路电压损耗是目前制约Sb₂Se₃薄膜太阳电池进一步发展的主要瓶颈。当前高效率Sb₂Se₃电池器件的开路电压普遍都在400 mV左右,远远低于其S-Q极限值（小于极限值的50%）。择优柱状生长的Sb₂Se₃光吸收层薄膜。此外,采用快速退火炉（RTP）对Sb₂Se₃/CdS异质结进行后退火处理,通过严格控制升温速率,退火温度和时间等关键工艺参数,实现了吸收层前表面Cd²⁺离子的有效P型掺杂,大幅度优化了异质结性能。相关器件物理分析表明,上述异质结退火可钝化异质结界面的缺陷,增大异质结处的能带弯曲并获得更优的能带排布,最终有效抑制光生载流子在耗尽层区和吸收层前表面的复合,制备出光电转换效率为8.48%的电池器件。其中V_oc为516 mV,是目前所有Sb₂Se₃薄膜太阳电池中的最高开路电压（约为其S-Q极限值的56%）。有效的异质结退火策略为Sb₂Se₃薄膜太阳电池的发展提供新的前景。更多还原