近日，武四新教授课题组的研究成果“Li, Ag Co-Doping Enables Efficient Kesterite Solar Cell with a High Fill Factor of 74.30%”在Advanced Functional Materials (Adv. Funct. Mater., 2024, 202418548)上发表。目前该杂志影响因子为18.5，JCR分区一区。

文章链接：https://doi.org/10.1002/adfm.202418548

除了较大的开路电压损失外，填充因子（FF）的损失是限制CZTSSe太阳能电池效率进一步提升的关键。基于此，该工作对FF的损失机制进行了系统研究并通过Li&Ag共掺杂的策略有效提升了FF。结果表明，CZTSSe太阳能电池内FF的损失主要由载流子提取不足和严重的非辐射复合两个因素造成，且非辐射复合造成的FF损失约为7%，载流子提取不足造成的FF损失超过10%。其中，载流子的提取能力与CdS/CZTSSe异质结界面的能带排列息息相关，与吸收层载流子浓度关系不大，因此，尽管Ag掺杂降低了吸收层的空穴浓度和电导率，但由于其改进了异质结处的能带排列，仍然降低了载流子提取不足造成的FF损失。且Ag掺杂在钝化吸收层体相方面明显优于Li掺杂，这大幅度减少了非辐射复合造成的FF损失。相应地，Li掺杂在提高载流子浓度和调节CdS/CZTSSe能带排列方面则优于Ag，这大大减少了载流子提取不足造成的FF损失。总之，Li&Ag共掺杂策略不仅优化了载流子提取还抑制了严重的非辐射复合，使器件效率达到了14.91%，其中FF提升至了74.3%，是目前被报道的最高值。

河南大学纳米科学与材料工程学院硕士生钟心怡、中科院物理研究所王金琳为论文第一作者，河南大学武四新教授、青年教师韩力涛以及中科院物理研究所孟庆波教授为论文通讯作者。本工作得到了国家自然科学基金委、河南省教育厅经费项目的大力支持。