研究目的
通过改性异质结界面化学以减少界面缺陷并抑制复合，从而提高Cu2ZnSnS4（CZTS）太阳能电池的效率。
研究成果
在Zn1?xCdxS沉积过程中引入氢氧化铵可显著减少锌相关氢氧化物和氧化物杂质，提升异质结界面质量并抑制复合。这使得器件性能得到增强，在CZTS太阳能电池中实现了超过10%的效率。然而，要完全缓解复合限制仍需进一步优化界面工程。
研究不足
该研究受限于ZnCdS缓冲层中残留的ZnO相以及缓冲层较差的结晶性，这些因素仍会导致界面复合。异质结界面需要进一步优化。
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通过调控异质结界面化学实现效率超过10%的Cu?ZnSnS?太阳能电池
DOI：10.1039/c9ta09576d
期刊：Journal of Materials Chemistry A
出版年份：2019
更新时间：2025-09-16 10:30:52
摘要：
宽带隙纯硫化物黄铜矿Cu2ZnSnS4是一种极具前景的环保低成本光伏材料，已引发学界高度关注。然而基于该材料吸收层的太阳能电池最高效率仅略超10%的基准线，远未达到工业化应用所需的效率要求。异质结界面复合是造成性能损失的主要原因。本研究通过调控Cu2ZnSnS4/Zn1?xCdxS异质结界面，将电池效率显著提升至10%以上。我们发现，在Zn1?xCdxS沉积过程中引入氢氧化铵可大幅减少锌相关氢氧化物和氧化物杂质。这种界面化学环境的优化有效降低了界面缺陷密度并改善了界面微观结构质量。经改良的异质结界面通过抑制复合效应，显著提升了开路电压、填充因子及整体器件性能。
作者：
Chang Yan，Kaiwen Sun，Heng Sun，Yuanfang Zhang，Xin Cui，Yanqing Lai，Martin A. Green，Xiaojing Hao
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