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oe1(光电查) - 科学论文

9 条数据
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  • Kesterite中的空位及聚焦离子束制备层状结构对透射电子显微镜分析的影响

    摘要： 基于Cu2ZnSnS4和Cu2ZnSnSe4（CZTSe）的铜锌锡硫硒矿太阳能电池是薄膜太阳能电池未来潜在的应用候选材料。该技术仍需大幅发展，为此需要高度可靠的表征方法以确保改进措施建立在坚实的数据解读基础上。本研究揭示，铜锌锡硫硒矿中最常用的表征技术之一——扫描透射电子显微镜（STEM）的观测结果可能受聚焦离子束（FIB）制样过程影响。通过结合扫描电子显微镜与拉曼散射光谱的互补测量，有力证据表明：CZTSe体相中混入的ZnSe第二相很可能是STEM切片中出现孔洞的原因。溅射模拟进一步佐证该解释：相较于CZTSe基体中的金属原子，ZnSe基体中的Zn原子更易被优先溅射。

    关键词： Cu2ZnSn(S,Se)4（CZTSSe）薄膜太阳能电池，透射电子显微镜（TEM），聚焦离子束（FIB），黄锡矿

    更新于2025-09-23 15:22:29

  • 超越10%效率的Cu2ZnSn(S,Se)4太阳能电池：硒化过程中引入SnS粉末的影响

    摘要： Cu2ZnSn(S,Se)4（CZTSSe）作为薄膜太阳能电池的潜力吸收层材料备受关注。传统硒化工艺中，CZTSSe太阳能电池普遍存在锡损失、硫/（硫+硒）比例偏低及背接触界面不适配等问题。本研究分别在硒化过程中引入SnSe和SnS粉末，系统探究了二者对CZTSSe薄膜及Mo/CZTSSe界面的影响。研究发现：SnS不仅能提供含锡蒸汽，还可贡献硫蒸汽。含锡蒸汽的存在显著减少了CZTSSe吸收层与Mo/CZTSSe界面的空洞数量，有效抑制了锡损失；而硫蒸汽使Mo(S,Se)2层厚度明显减薄，并显著提升了CZTSSe体相中的硫/（硫+硒）比例。最终，电池开路电压与填充因子大幅提升，成功制备出效率达10.07%（全面积）的CZTSSe太阳能电池。

    关键词： Cu2ZnSn(S,Se)4太阳能电池、SnS粉末、锡损失、Mo(S,Se)2层、S/(S+Se)比例

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 背电极中WSe2缓冲层对Cu2ZnSn(S,Se)4太阳能电池性能的影响

    摘要： 在预溅射金属钨（W）层的钠钙玻璃（SLG）上制备了结构为Al/ITO/ZnO/CdS/CZTSSe/p-WSe2/Mo（记为WSe2-CZTSSe太阳能电池）的基于CZTSSe的太阳能电池。与结构为Al/ITO/ZnO/CdS/CZTSSe/n-MoSe2/Mo（记为CZTSSe太阳能电池）的传统CZTSSe太阳能电池相比，WSe2-CZTSSe太阳能电池的开路电压（VOC）、短路电流密度（JSC）和填充因子（FF）显著提高，因此其光电转换效率（PCE）也得到提升。PCE的最大提升是从CZTSSe太阳能电池的4.13%提高到WSe2-CZTSSe太阳能电池的5.45%。VOC和JSC的增加主要归因于光生电流密度（JL）的增强和反向饱和电流密度（J0）的降低，而FF的增加则归因于分流电阻（RSh）的增大?；瓜晗秆芯苛薟Se2缓冲层对JL、J0和RSh的影响机制。我们的研究结果提出了一条通过减少甚至消除CZTSSe和MoSe2层之间背接触势垒来提高PCE的途径。

    关键词： Cu2ZnSn(S,Se)4，太阳能电池，MoSe2，接触势垒，界面，WSe2

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 混合化学浴沉积-CdS/溅射-Zn(O,S)替代缓冲层用于Cu?ZnSn(S,Se)?基太阳能电池

    摘要： 为替代铜锌锡硫硒（CZTSSe）基薄膜太阳能电池中常规使用的CdS缓冲层，研究人员探究了溅射制备的Zn(O,S)缓冲层。研究涉及三种不同氧硫比[O]/([O]+[S])（0.4、0.7和0.8）的Zn(O,S)层，以及Zn(O,S)与CdS的复合结构（"混合缓冲层"）。与CdS参照组相比，Zn(O,S)缓冲器件的短波和长波光谱区外量子效率（EQE）有所提升，但平均EQE仍低于参照组且开路电压（VOC）偏低。当在吸收层与Zn(O,S)缓冲层间添加极薄CdS层（5纳米）时，VOC损失完全消除；采用更厚的中间CdS层则进一步改善器件性能，使VOC值超越CdS参照组。X射线光电子能谱（XPS）测试表明，薄CdS层可防止Zn(O,S)缓冲层溅射沉积过程中对吸收层表面造成损伤。通过混合缓冲配置，实现了创纪录的VOC亏损值（即带隙能量Eg（除以元电荷q）与VOC的差值Eg/q–VOC）519毫伏——这是迄今铜锌锡硫硒太阳能电池报道的最低值。因此，该混合缓冲方案不仅能突破铜锌锡硫硒基太阳能电池的主要瓶颈，还可同步降低器件中的镉用量。

    关键词： VOC缺陷、Cu2ZnSn(S,Se)4、CdS、混合缓冲层、开路电压、X射线光电子能谱、薄膜太阳能电池、Zn(O,S)缓冲层、外量子效率

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 一种合成光活性Cu2ZnSn(S,Se)4纳米晶薄膜的新型水热法：高效光伏性能

    摘要： 本工作报道了通过简单无毒的水热法一步沉积Cu2ZnSn(S,Se)4（CZTSSe）纳米晶薄膜?；诎滤固赝叨率旎傻乃壬す绦纬闪烁叨热∠虻哪擅拙擅灼唇峁?。紫外-可见光谱显示最大吸收峰位于650-700 nm范围，带隙能量为1.48 eV。结构分析证实形成了纯相黄铜矿晶体结构。拉曼位移在174 cm?1、196 cm?1和236 cm?1处显示出对应于黄铜矿结构的A1振动模式。扫描电镜观察发现形成了致密堆积的纳米片结构。成分分析证实形成了具有预期价态（Cu+、Zn2+、Sn4+、S2?和Se2?）的化学计量薄膜。采用简易双电极系统研究了CZTSSe薄膜光电极的光电化学电池性能：暗态下J-V测试呈现半导体特性，光照条件下在400 mV光电压下产生3.64 mA/cm2的光电流。该CZTSSe薄膜显示出3.41%的光电转换效率（η），表明水热生长的CZTSSe光阴极是薄膜太阳能电池技术的有前景材料。电子阻抗谱显示电荷传输电阻为465 Ω。

    关键词： 水热法、光伏性能、Cu2ZnSn(S,Se)4纳米晶薄膜

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 铜锌锡硫硒太阳能电池的稳定性、可靠性、规?；扒痹诩际跤τ?

    摘要： 我们回顾了基于铜锌锡硫硒化物（Cu2ZnSn(S,Se)4，CZTSSe）的太阳能电池的稳定性和可靠性研究结果，并补充了关于这些问题的尚未发表的最新数据。同时，我们也梳理了已发表及新近获得的关于该材料规?；票赣肭痹诩际跤τ玫难芯渴荨Ｓ捎贑ZTSSe材料主要由地壳丰量元素构成，因而在大规模应用方面极具吸引力。目前稳定性数据仍较为有限，主要成果包括针对CZTSSe单晶颗粒技术开展的加速老化测试，以及采用湿法工艺制备的薄膜CZTSSe技术在室内/室外长期辐照条件下尚未公开测试数据。关于规?；票赣爰际跤τ梅矫?，我们重点介绍了三大主流光伏技术（单晶颗粒技术、在线真空薄膜技术及湿法沉积薄膜技术）的研究进展，并包含部分光解水应用的研究工作。

    关键词： 应用、Cu2ZnSn(S,Se)4、黄锡矿、稳定性、综述、光伏

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 柔性Cu????Cd?Sn(S,Se)?太阳能电池中的电流分流机制

    摘要： 部分阳离子替代是抑制缺陷和载流子复合的有效方法，可提高Cu2ZnSn(S,Se)4（CZTSSe）太阳能电池的效率。本文通过绿色溶液法，在钼箔上制备了部分镉替代锌的柔性Cu2Zn1?xCdxSn(S,Se)4（x=0-15%）太阳能电池。当Cd/(Zn+Cd)=8%时器件性能最佳，效率达6.49%，且器件重复性显著提升。EU值从24meV降至15meV，表明反位缺陷和带尾效应得到有效抑制。C-V数据显示掺镉后Wd和Vbi增强，形成更强的内建电场促进费米能级分裂，从而增大吸收层向结界面的能带弯曲。此外，采用含三条并联电流路径的等效电路模型拟合J-V曲线研究了分流机制。部分锌替代镉使太阳能电池二极管的关键参数A、J0和Rsh显著改善，证明分流损耗被抑制且结质量提升，最终大幅提高了器件重复性。

    关键词： 电流分流、Cu2ZnSn(S,Se)4太阳能电池、镉替代、钼箔、柔性衬底

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 锂辅助协同调控银取代Cu2ZnSn(S,Se)4太阳能电池晶界与晶粒内部的电荷传输

    摘要： 尽管银（Ag）掺杂在消除体缺陷和促进Cu2ZnSn(S,Se)4（CZTSSe）光伏技术界面类型反转方面具有多重优势，但其进一步发展仍受限于因受主浓度显著降低导致的较低电导率。本研究展示了一种通用的锂-银共掺策略，通过在银掺杂CZTSSe吸收层表面进行后沉积处理（PDT）直接引入锂，以缓解银掺杂带来的电导率不足问题。深度表征表明，锂掺杂能提高p型载流子浓度，改善体相内的载流子收集效率，降低缺陷能级，并在银掺杂CZTSSe体系的晶界处反转电场极性。得益于这种对晶粒内部（GI）和晶界（GBs）电性能的锂辅助协同调控，最终将光电转换效率（PCE）从9.21%提升至10.29%。这项系统研究为克服银掺杂面临的挑战提供了有效途径，其发现揭示了双阳离子掺杂剂的协同效应将为高效铜锌锡硫硒光伏技术的发展开辟新路径。

    关键词： 银替代、碱掺杂、Cu2ZnSn(S,Se)4、薄膜太阳能电池、后处理

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 通过三步退火工艺对氧化物纳米颗粒衍生的Cu2ZnSn(S, Se)4太阳能电池进行表面成分工程优化

    摘要： 本研究设计了一种三步退火工艺（硫化-硒化-再硫化），用于优化基于氧化物纳米颗粒法制备的Cu2ZnSn(S, Se)4（CZTSSe）薄膜表面结构。通过制备Mo/CZTSSe/CdS/ZnMgO/ZnO:Al/Al结构器件并研究其性能发现：采用低毒硫粉进行的补充硫化处理对CZTSSe体相的结构、形貌及组分影响甚微，但能显著提升器件开路电压——从无表面硫化时的408 mV提升至有表面硫化时的497 mV。这一改善源于薄膜表面硫含量增加及表面带隙展宽，X射线光电子能谱分析证实了该结果。该关键三步退火工艺使光电转换效率从两步法的4.71%提升至三步法的6.37%，创下氧化物前驱体制备CZTSSe太阳能电池的最高效率纪录。

    关键词： 薄膜，Cu2ZnSn(S,Se)4，太阳能材料，后硫化处理

    更新于2025-09-11 14:15:04