Abstract:
Cu_2ZnSn(S,Se)_4(CZTSSe)材料因其廉价、稳定、无毒而受到了光伏产业广泛的关注~([1,2]),然而其器件结构中CdS缓冲层所含有的Cd~(2+)具有高毒性~([3]),这严重限制了CZTSSe太阳电池的发展。为此,我们开发了使用磁控溅射工艺沉积的Zn_(1-x )Sn_(x )O(ZTO)薄膜,用其取代CdS缓冲层,以制备无毒环保的柔性CZTSSe器件。通过调整Sn/(Sn+Zn)比例,实现了高质量的CZTSSe/ZTO异质结界面。当Sn掺杂比例为20%时,ZTO薄膜表面形貌最为致密、平整,透光率与光学带隙最为理想,与CZTSSe薄膜构成了理想的"尖峰"状的界面能带结构。系统测试表明,使用Zn_(0.8)Sn_(0.2)O缓冲层的柔性CZTSSe器件具有更小的并联电导、串联电阻、二极管理想因子与反向饱和电流,该器件同时具有更大的复合阻抗、内建电势,这意味着器件的异质结界面得到了有效的改善。最终,我们所制备的全无毒柔性CZTSSe太阳电池的转换效率达到8.7%,这是已报导无镉柔性CZTSSe器件的最高效率。这项工作通过异质结界面工程,为实现环境友好的高效柔性CZTSSe太阳电池提供了解决方案。
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Year: 2023
Language: Chinese
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