近日，武四新教授课题组与许昌学院郑直教授，国家纳米中心丁黎明研究员合作的研究成果 “Hyperactive Selenium Source Yields Kesterite Solar Cells with 12.86% Efficiency” 在Advanced Functional Materials上发表。目前该杂志影响因子为19.000，JCR分区一区。文章链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202307389。

硒蒸汽（硒团簇）的低扩散活性和化学活性是限制Kesterite太阳能电池效率的主要问题之一。本研究提出了一种简单有效的高活性硒预硒化策略，并提出Na₂(Se₂S)溶液制备高活性Se₂、Se₃和Se₄机理。使用Na₂(Se₂S)溶液制备高活性Se₂、Se₃和Se₄并直接引入前驱体，与硒蒸汽形成双向硒扩散，优化相转变和晶体生长的化学环境。结果表明，高活性硒促进了Cu_2-xSe液相的形成，进而促进不同微区元素的扩散，吸收层不同微区的Cu/(Zn + Sn)和Sn/Zn被控制在最佳范围内。受控的化学环境抑制了Cu_Zn和Sn_Zn缺陷和[2Cu_Zn+Sn_Zn]缺陷簇形成。最终，获得了12.86%的光电转换效率(PCE)，这是基于DMF溶剂常压下制备的Kesterite太阳能电池的最高PCE。

图1 高活性硒生成机理、双向硒扩散和CZTSSe器件性能

特种功能材料重点实验室硕士研究生王梦阳，耿航和迈阿密学院朱纪春教授为论文共同第一作者，武四新教授、国家纳米中心丁黎明研究员、许昌学院郑直教授和赵超亮讲师为论文的共同通讯作者。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。