研究目的
研究通过部分用In3+取代Sn4+来探究铟掺杂对柔性Cu2ZnSn(S,Se)4 (CZTSSe)太阳能电池功率转换效率(PCE)的影响。
研究成果
采用元素前驱体溶液法，通过部分用In3?取代Sn??成功在钼箔上制备了CZTISSe薄膜。掺杂In可提升薄膜的结晶度和半导体性能。部分用In替代Sn能产生InSn浅能级缺陷，并减少SnCu、SnZn等锡相关缺陷，从而提高开路电压（Voc）和载流子传输特性。最终，当In掺杂量x=9%时，柔性CZTISSe太阳能电池实现了高达7.19%的光电转换效率（PCE），比未掺杂电池提高了2.78%。由于更低的Voc,def和缺陷，开路电压提升了62 mV。
研究不足
该研究聚焦于铟掺杂对CZTSSe太阳能电池性能的影响，但未探究制备工艺的长期稳定性或可扩展性。此外，也未研究其他掺杂剂或掺杂剂组合的效果。
1：实验设计与方法选择：
采用元素前驱体溶液法，在钼箔上制备不同铟掺杂比例（x=In/(In+Sn)）的Cu2ZnSn1-xInx(S,Se)4（CZTISSe）薄膜。构建了Ag/ITO/i-ZnO/CdS/CZTISSe/钼箔结构的太阳能电池，并系统研究了其光伏性能。
2：样品选择与数据来源：
钼箔在甲醇与硫酸混合溶液中通过恒电位抛光处理。CZTISSe薄膜采用绿色溶液法在钼箔上制备。
3：实验设备与材料清单：
使用未经进一步提纯的Cu、Zn、Sn、In、S和Se粉末。扫描电子显微镜（SEM）图像由配备能量色散X射线（EDX）分析仪的Nova Nano场发射SEM 450采集。X射线衍射（XRD）图谱由Rigaku Smartlab获得。拉曼光谱分别使用532 nm和325 nm激发波长的Renishaw拉曼显微镜测量。
4：实验流程与操作步骤：
通过旋涂前驱体溶液在钼箔上制备CZTSSe和CZTISSe前驱体薄膜，随后在装有硒粒的圆柱形石墨盒中于550°C硒化15分钟。薄膜样品命名为In x，表示具有x浓度（x=In/(Sn+In)=0、3、6、9和12%）的薄膜。
5：9和12%）的薄膜。 数据分析方法：
5. 数据分析方法：在AM1.5光照下使用Keithley 2400源表测量电流密度-电压（J-V）曲线。在外部150 W氙光源下使用Zolix SCS100 QE系统采集外量子效率（EQE）曲线。电容-电压（C-V）曲线由Keithley 4200半导体特性分析系统测量。
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Keithley 2400 source meter
2400
Keithley
Measuring current density-voltage (J-V) curves
-
Zolix SCS100 QE system
SCS100
Zolix
Collecting external quantum efficiency (EQE) curves
-
Keithley 4200 semiconductor characterization system
4200
Keithley
Measuring capacitance-voltage (C–V) curves
-
Rigaku Smartlab
Smartlab
Rigaku
Obtaining XRD patterns
-
Nova Nano field-emission SEM 450
450
Nova Nano
Collecting SEM images and EDX analysis
-
Renishaw Raman microscope
Renishaw
Measuring Raman spectra
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