研究目的
研究以CdS为缓冲层的地球丰产硫属化合物光伏材料的效率，重点关注能带排列的限制效应。
研究成果
研究表明，当使用硫化镉（CdS）作为缓冲层与铜铋硒（CBC）吸收层搭配时，导带偏移会形成有害的陡峭悬崖状构型，从而限制器件的转换效率。该研究建议需要寻找能与这些吸收层形成I型能带排列的替代缓冲材料。
研究不足
该研究的局限性在于界面计算的计算成本较高，以及对界面处两种化合物之间取向关系的认知不足。此外，该研究假设了特定的界面取向，而这些取向在实际样品中可能并不存在。
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以CdS为缓冲层的丰土硫属化合物光伏材料的效率：能带排列的限制效应
DOI：10.1088/2515-7655/ab6942
期刊：Journal of Physics: Energy
出版年份：2020
更新时间：2025-09-16 10:30:52
摘要：
地球储量丰富且环境友好的Cu2–II–IV–VI4（II = Sr, Ba；IV = Ge, Sn；VI = S, Se）材料被视为薄膜太阳能电池的吸收层材料。在不到两年时间内，通过理解和改进这些新兴吸收体光电特性的研究，已实现5.2%的转换效率。然而，缓冲层/吸收体界面的能带排列尚未被研究——这一信息对设计高性能器件至关重要。因此，本研究聚焦于这些材料与CdS缓冲层之间的能带偏移。通过第一性原理计算，测定了缓冲层/吸收体界面的能带不连续性。结果表明所有Cu2–II–IV–VI4吸收体与CdS均呈现II型能带排列，从而产生负的ΔEc。但在缓冲层/吸收体界面采用负ΔEc（类悬崖型导带偏移）会导致开路电压降低和界面相关复合增强。因此，有必要寻找能与这些吸收体形成I型能带排列的替代缓冲材料——该排列中导带底和价带顶均位于吸收体一侧。
作者：
Elaheh Ghorbani
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