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研究进展

研究进展

武四新教授课题组在ACS Appl. Mater. Interfaces上发表关于In掺杂CdS改善异质结界面提升Cu(In,Ga)(S,Se)2太阳能电池性能研究成果

来源: 河南大学材料学院    日期:2022-01-22   浏览次数:

近期,武四新教授课题组的研究成果“Interface Engineering for High Efficiency solution-processed Cu(In,Ga)(S,Se)2 Solar Cells via Novel Indium doping CdS strategy”ACS Appl. Mater. Interfaces (DOI: 10.1021/acsami.1c12587)上发表。目前该杂志影响因子为9.229,JCR分区一区。

论文链接:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsami.1c12587

采用化学水浴沉积(CBD)制备铟掺杂硫化镉(CdS)是提高CIGSSe效率的一种有效方法。然而,然而In2S3溶度积极低,极易在CBD沉积过程中产生In2S3沉淀。传统的CBD工艺难以增加CdSIn掺杂含量和实现能带结构调控。在本工作中,我们采用一种新型的CBD工艺制备了In掺杂CdS (In:CdS)缓冲层,在沉积缓冲层薄膜时将In源缓慢地加入到反应溶液中。在此过程中,参与实时沉积的In离子浓度显著降低。因此,可以有效提高In的掺杂量,且得到致密均匀的In:CdS薄膜。铟的掺杂可以提高CdS导带边缘,使其与CIGSSe吸收层形成更有利的Spike型能带排列。此外,新型的CBD工艺有效的提高了载流子浓度,促进载流子输运,降低了界面缺陷浓度,实现了CIGSSe/In:CdS异质结质量的改善。以In:CdS作为缓冲层的CIGSSe太阳能电池,其效率为16.4%,开路电压(Voc)670 mV, FF75.3%。该研究对于改善铜铟镓硒薄膜太阳能电池界面质量,提升器件性能具有重要意义。

特种功能材料重点实验室常倩倩硕士为本论文第一作者,武四新教授和袁胜杰博士为论文通讯作者。本工作得到了国家自然科学基金委、河南省科技厅、河南省教育厅和河南大学的大力支持。

1. 基于CdSIn:CdSCIGSSe薄膜太阳能电池的J-V曲线


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