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紫外臭氧诱导表面钝化以提升Cu2ZnSnS4太阳能电池性能
摘要： 界面特性一直被认为是影响半导体器件性能的最关键因素之一。本研究通过在室温下采用紫外臭氧处理，实现了Cu2ZnSnS4（CZTS）与CdS缓冲层界面间的高效表面钝化。该钝化处理使器件的短路电流密度（Jsc）从11.70 mA/cm2显著提升至18.34 mA/cm2，从而将CZTS太阳能电池的效率从3.18%提高到5.55%。表面化学研究表明，紫外臭氧暴露导致CZTS表面形成富Sn-O层，该层钝化了悬挂键并在CZTS/CdS界面处形成了超薄能量势垒层。光致发光（PL）测量证实，该势垒层可减少太阳能电池中的非辐射复合损耗。通过时间分辨PL测得的CZTS太阳能电池中少数载流子寿命延长，进一步验证了紫外臭氧处理诱导的界面钝化效应。本研究为CZTS薄膜的表面钝化提供了一种快速、简单且非常有效的方法，从而提升了CZTS太阳能电池的性能。
关键词： 铜锌锡硫硒太阳能电池，紫外臭氧处理，界面改性，表面钝化
更新于2025-11-21 11:01:37
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CuZnSnSSe薄膜太阳能电池中光致亚稳态的电流-电压及电容研究
摘要： 通过温度依赖的电流-电压测量、驱动级电容剖析、阻抗及热导纳光谱技术，研究了白光、红光和蓝光诱导下Cu2ZnSnS4(Se4)太阳能电池的亚稳态现象。实验对比了一组器件：室温下经白光和蓝光照射会导致器件性能退化，而红光照射后太阳能电池效率未发生变化。我们观察到光照处理对这些器件在低温和高温范围内测量的电容数据均有显著影响，特别是通过驱动级电容剖析提取的净掺杂浓度在光照处理后显著增加。参考电容-频率谱中观测到的低温与高温电容台阶分别归因于费米能级钉扎和体缺陷，不同波长光照使这两个台阶均向高频范围移动，导致热导纳激活能降低。无论波长如何，光照后的阻抗谱中均检测到低频"电感性"回线，推测该现象源于高缺陷CdS/Cu2ZnSnS4(Se4)异质界面处负电场的形成。该结果同时表明：此类电场是器件室温亚稳态行为的成因，而低温亚稳态变化可能源于不同机制。文中还详细讨论了亚稳态太阳能电池电学表征方法。
关键词： 阻抗谱、亚稳态、铜锌锡硫硒太阳能电池、电学表征
更新于2025-09-23 15:19:57
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MoS2界面层对铜锌锡硫薄膜太阳能电池影响的数值分析
摘要： 高温硫化铜锌锡硫（CZTS）太阳能电池中常存在MoS2界面层，但其影响尚未明确表征。本研究通过模拟分析了MoS2对CZTS太阳能电池的影响，同时考虑了MoS2的量子限域效应——即其带隙随厚度变化的现象。当改变MoS2厚度时，具有合适厚度的p型和n型MoS2通过减小带隙、降低p-CZTS/MoS2势垒高度改善了电池性能。MoS2/Mo界面始终存在势垒。当调节MoS2/Mo界面的空穴复合速率时，合适的复合速率能提升CZTS太阳能电池的光伏特性。关于MoS2厚度影响的模拟结果与已有实验报道相符。
关键词： 二硫化钼、铜锌锡硫硒太阳能电池、光伏性能、模拟
更新于2025-09-16 10:30:52
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掺钼的Cu1.69ZnSnS4黄铜矿光伏器件具有双层微结构及可调光电性能
摘要： 采用共溅射法将钼（Mo）掺杂的Cu1.69ZnSnS4（CZTS）吸收层沉积于镀钼钠钙玻璃（SLG）衬底上，靶材为钼与非化学计量四元化合物。经600°C硫化处理后，通过X射线衍射（XRD）和二次离子质谱（SIMS）证实了钼进入CZTS晶格。根据(112)和(220)晶面峰位的偏移观测，随着钼掺杂量增加，CZTS晶胞的晶格参数a和c均减小，表明发生了钼的阳离子取代。掺钼CZTS呈现双层微观结构：靠近衬底的下层晶粒尺寸更小、孔隙率更高，且钼含量更丰富并具有梯度分布特征。在SLG和石英衬底上沉积的掺钼CZTS薄膜方阻测试显示，其电阻率随钼含量增加而降低，证实钼作为受主掺杂剂发挥作用。钼掺杂使SLG衬底上CZTS的禁带宽度从1.38 eV提升至约1.68 eV，并增强了600 nm以下波长的光吸收能力。当钼在10 W最佳直流溅射功率下共沉积时，Mo-CZTS/CdS太阳电池在1倍标准太阳光AM 1.5照射下获得5.49%的最大光电转换效率（PCE），显著高于参照器件1.63%的效率。器件性能提升源于背场效应、载流子浓度增加及带尾缺陷减少。
关键词： 铜锌锡硫硒太阳能电池，孔隙率，钼，双层微结构，共溅射
更新于2025-09-11 14:15:04