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采用改进三步硒化工艺通过溶胶-凝胶法制备的CuZnSn(SxSe1-x)4太阳能电池

DOI：10.3390/cryst9090474 期刊：Crystals 出版年份：2019 更新时间：2025-09-11 14:15:04
摘要： 当前工作中，采用基于二甲基亚砜溶液的溶胶-凝胶法制备了Cu2ZnSn(S,Se)4薄膜，并通过改进的三步硒化工艺进行处理。该方法的关键在于将硒蒸发与退火分为两个不同阶段：在硒蒸发阶段采用热裂解硒源，在退火过程中保持高于大气压的压力环境。系统研究了三步硒化工艺制备的Cu2ZnSn(S,Se)4薄膜的形貌、结构、元素分布及光伏性能。研究发现，通过这种改进的硒化工艺，有效抑制了传统一步硒化工艺中常见的二次相（ZnSe、CuSnSe3）生成及细晶粒底层形成。这些改进进一步降低了载流子复合，提升了太阳能电池性能。最佳器件在AM1.5（100 mW/cm2）光照下获得28.16 mA/cm2的短路电流密度、404.91 mV的开路电压、62.91%的填充因子及7.17%的光电转换效率。
作者： Xunan Shen，Chengchun Tang，Chao Zhang，Guanda Li，Yue Zhao，Wei Li，Guifeng Chen，Tie Yang
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

通过溶胶-凝胶法制备Cu2ZnSn(S,Se)4薄膜，并采用改进的三步硒化工艺以提高太阳能电池性能的研究。

研究成果

改进的三步硒化工艺有效抑制了二次相和细晶底层形成，降低了载流子复合，提升了太阳能电池性能。最佳电池实现了7.17%的功率转换效率。

研究不足

该研究聚焦于溶胶-凝胶法及特定硒化工艺，这些方法可能不直接适用于其他制备工艺或材料。虽然太阳能电池效率有所提升，但仍低于同类材料已报道的最高值。

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