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物理与光电工程学院范平教授课题组在国际能源领域顶级期刊Nano Energy发表研究论文-深圳大学

物理与光电工程学院范平教授课题组在国际能源领域顶级期刊Nano Energy发表研究论文

发布时间:2019-09-10

物理与光电工程学院范平教授课题组在国际能源领域顶级期刊Nano Energy发表研究论文

近日,深圳大学物理与光电工程学院范平教授课题组在溅射后硒化法制备高效率Sb2Se3薄膜太阳电池研究中取得重要进展,成果以“Highly efficient and stable planar heterojunction solar cell based on sputtered and post-selenized Sb2Se3 thin film”为题在线发表在国际能源领域顶级期刊《Nano Energy》(JCR一区,影响因子15.548)。深圳大学范平教授课题组的梁广兴博士(副研究员)为该研究论文通讯作者,唐戎博士后、郑壮豪副研究员和苏正华副研究员为该文共同第一作者,深圳大学是唯一通讯单位。

近年来,新型环境友好型Sb2Se3材料由于物相单一,光学带隙可调以及较高的光吸收系数,介电常数和载流子迁移率等优点,在硫系锑基薄膜太阳电池领域得到广泛关注和研究。目前,太阳电池中最关键的光吸收层Sb2Se3薄膜制备主要采用热蒸发(包括CSS、VTD和RTE)结合原位衬底温度控制析晶的工艺来实现。而关于溅射法制备Sb2Se3薄膜的报道较少,本文提出采用与CIGS基太阳电池生产工艺兼容性较高的磁控溅射技术并结合后硒化法制备Sb2Se3薄膜材料同样非常有优势,此方法利用高能离子溅射获得高质量Sb2Se3非晶薄膜并结合可控性更高的后硒化有效析晶技术,制备出高结晶度且定向生长的Sb2Se3薄膜,不会出现原位热处理成分易偏析问题,有效减少硒空位(深能级缺陷)的产生,降低器件中的复合损耗,首次获得基于溅射后硒化法制备出最高光电转换效率为6.06%的Sb2Se3薄膜太阳电池,同时开路电压增加到494 mV(目前纯Sb2Se3薄膜太阳电池最高开路电压值)。此外,将无封装的全无机Sb2Se3薄膜太阳电池存放于空气中,1000小时内仍能保证90%的初始光电转换效率,显示了良好的稳定性


基金支持:

该工作得到了广东省教育厅重大科研项目(No. 2018KZDXM059)国家自然科学基金(No. 61404086, U1813207 和11574217)、深圳市先进薄膜与应用重点实验室项目(ZDSYS 20170228105421966)和深圳市科技计划基础研究项目(JCYJ20180305124340951)等项目的大力支持。

文献链接:

https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2019.103929