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一种涉及溅射和硒化Sb前驱体的有效化合反应，用于高效Sb2Se3薄膜太阳能电池

DOI：10.1016/j.cej.2020.124599 期刊：Chemical Engineering Journal 出版年份：2020 更新时间：2025-09-19 17:13:59
摘要： 溅射后退火工艺被广泛用于制备铜铟镓硒（CIGS）、铜锌锡硫（CZTS）和铜锌锡硫硒（CZTSSe）薄膜太阳能电池。本研究通过溅射金属锑前驱体在硒蒸气中退火的组合反应，成功制备了新兴替代吸收层材料Sb2Se3。该组合反应实现了Sb2Se3薄膜的自组装生长，形成贯穿整个薄膜的大晶粒结构。采用合适的硒化工艺可获得具有理想取向、化学计量比及高质量Sb2Se3/CdS异质结的Sb2Se3薄膜。此外，选择Sb薄膜作为前驱体能有效控制背接触区界面MoSe2层的厚度，从而显著提升器件填充因子（FF）。这与我们的DFT模拟结果高度吻合——硒蒸气在热力学上更易与Sb晶格反应，从而限制MoSe2层厚度。最终制备出效率达6.15%的Sb2Se3薄膜太阳能电池，创下溅射法制备Sb2Se3太阳能电池的最高效率纪录。
作者： Yan-Di Luo，Rong Tang，Shuo Chen，Ju-Guang Hu，Yi-Ke Liu，Ying-Fen Li，Xin-Sheng Liu，Zhuang-Hao Zheng，Zheng-Hua Su，Xiu-Fang Ma，Ping Fan，Xiang-Hua Zhang，Hong-Li Ma，Zhi-Gang Chen，Guang-Xing Liang
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

通过研究在硒蒸气环境下退火溅射的Sb金属前驱体进行有效化合反应来制备Sb2Se3薄膜太阳能电池，以实现高光电转换效率。

研究成果

该研究通过溅射与硒化Sb前驱体的有效化合反应，成功制备出功率转换效率达6.15%的Sb2Se3薄膜太阳能电池。该方法可控制界面MoSe2层厚度，从而显著提升器件性能。

研究不足

该研究受限于硒化工艺的技术约束以及Sb2Se3薄膜制备过程中进一步优化器件性能的潜力。

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