研究目的
研究轻度钠掺杂对CZTS/CdS薄膜太阳能电池性能及能带排列的影响。
研究成果
在CZTS表面进行钠掺杂可将陡峭的导带偏移量从0.25 eV降至0.1 eV，使开路电压、填充系数和效率分别提升至0.653 V、63.5%和7.46%。该研究凸显了钠或其他碱金属元素掺杂在铜基光伏材料中的潜力。
研究不足
钠掺杂量尚未优化，且与钠相关的缺陷所引发的复合机制尚不明确。CZTS:Na太阳能电池的效率仍低于理论值。
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钠掺杂对CZTS/CdS薄膜太阳能电池性能及能带排列的影响
DOI：10.1016/j.solener.2020.02.088
期刊：Solar Energy
出版年份：2020
更新时间：2025-09-19 17:13:59
摘要：
碱金属掺杂可抑制黄铜矿结构Cu2ZnSnS4（CZTS）中的有害反位缺陷并提升开路电压。本研究探究了微量钠掺杂对CZTS/CdS薄膜太阳能电池性能及能带排列的影响。通过旋涂法在CZTS表面制备了10%钠掺杂的CZTS:Na薄膜。钠掺杂使半高宽变窄且晶粒尺寸增大，NaZn浅受主缺陷提升了空穴浓度与电导率。此外，钠掺杂通过Na钝化效应抑制SnZn缺陷，改善了吸收层/缓冲层界面能带排列并抑制SRH复合。典型陡峭导带偏移（CBO）从CZTS:Na/CdS异质结的0.25 eV降至CZTS/CdS的0.1 eV。CZTS:Na器件开路电压达653 mV，较CZTS/CdS器件更高，最大转换效率提升44%至7.46%。这些结果阐明了钠掺杂对CZTS电池异质结能带结构的影响，证实表面掺杂CZTS:Na吸收层制备方法具有重要的研究前景。
作者：
Bin Liu，Jie Guo，Abuduwayiti Aierken，Lu Wang，Kang Gu，Shuaihui Sun，Ruiting Hao
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