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TaS<sub>2</sub>背接触层提升氧化物转化型Cu<sub>2</sub>BaSnS<sub>4</sub>太阳能电池性能

DOI：10.1021/acsaem.9b02251 期刊：ACS Applied Energy Materials 出版年份：2019 更新时间：2025-09-12 10:27:22
摘要： 基于宽带隙Cu2BaSnS4（CBTS）光吸收体的太阳能电池在短时间内实现了高达1.1V的开路电压，使CBTS成为叠层光伏和光电化学电池的理想材料。本研究探索了基于氧化物前驱体的CBTS替代生长路线，并提出采用TaS2作为常用Mo/MoS2背接触材料的替代方案。该氧化物前驱体路线无需比其他常见制备工艺更高的硫化温度，所制备的CBTS薄膜在光致发光峰值与带隙能量之间具有可忽略的斯托克斯位移，同时避免了真空系统的硫污染。高功函数金属化合物TaS2被选为具有前景的空穴选择性接触材料，该材料还能减少载流子通过半导体MoS2层传输时的损耗。通过对比采用Mo和TaS2背接触的CBTS太阳能电池，后者表现出显著更低的串联电阻，使相对效率提升10%。最后，我们采用兼具扩散阻挡层和子电池间复合层功能的薄Ti(O,N)中间层，制备了概念验证型单片CBTS/Si叠层电池。
作者： Andrea Crovetto，Kristine B?rsting，Rasmus Nielsen，Alireza Hajijafarassar，Ole Hansen，Brian Seger，Ib Chorkendorff，Peter C. K. Vesborg
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

基于氧化物前驱体探索CBTS的替代生长路径，并提出以TaS2作为替代背接触材料以提高CBTS太阳能电池的效率。

研究成果

通过氧化物前驱体路线合成CBTS是可行的，且能避免真空系统受到硫污染。作为背接触材料的二硫化钽（TaS2）因具有较低串联电阻，有望提升CBTS太阳能电池的效率。然而，在制备单相CBTS薄膜以及优化适用于更高温度的背接触方面仍存在挑战。

研究不足

该研究指出，单相CBTS薄膜的生长存在困难且存在第二相，这可能影响太阳能电池的性能。研究发现，TaS2背接触层仅在硫化温度约540°C的条件下能保持数分钟稳定。

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