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河北大學(xué)李志強(qiáng)團(tuán)隊(duì)在《Advanced Materials》上發(fā)表硒化銻太陽電池研究重要進(jìn)展

來源:河北大學(xué)      2022-06-10
導(dǎo)讀:硒化銻(Sb2Se3)由于其強(qiáng)各向異性的晶體結(jié)構(gòu)和光電特性受到科研人員的關(guān)注。

近日,河北大學(xué)物理學(xué)院光伏技術(shù)研發(fā)團(tuán)隊(duì)李志強(qiáng)等人與暨南大學(xué)合作在硒化銻太陽電池研究方面取得新突破,獲得了10.12%的光電轉(zhuǎn)換效率。相關(guān)成果“Sb2Se3 Thin Film Solar Cells Exceeding 10% Power Conversion Efficiency Enabled by Injection Vapor Deposition (IVD) Technology”以河北大學(xué)為第一單位在線發(fā)表在國際頂級期刊《Advanced Materials》上(IF=30.85,DOI:10.1002/adma.202202969)。我校碩士研究生段召騰和暨南大學(xué)梁曉楊博士為共同第一作者,李志強(qiáng)博士(校聘教授)和暨南大學(xué)麥耀華教授為共同通訊作者。

硒化銻(Sb2Se3)由于其強(qiáng)各向異性的晶體結(jié)構(gòu)和光電特性受到科研人員的關(guān)注。目前有兩種主要的思路來提高硒化銻太陽電池的器件性能:1)控制Sb2Se3帶狀結(jié)構(gòu)(Sb4Se6)n沿<001>方向垂直排列生長。保持(Sb4Se6)n垂直襯底堆疊來增強(qiáng)載流子的輸運(yùn)和收集效率,但是這種方法會對形成高質(zhì)量異質(zhì)結(jié)界面造成挑戰(zhàn);2)通過控制Sb2Se3吸光層表面和內(nèi)部的摻雜水平來控制載流子和缺陷的密度,由于Sb2Se3材料本征缺陷的形成取決于原子化學(xué)勢,因此需要在制備過程中嚴(yán)格控制反應(yīng)條件來避免深能級缺陷的形成。該團(tuán)隊(duì)在前期工作“9.2%-efficient core-shell structured antimony selenide nanorod array solar cells” 《Nature Communications》(2019,10:125)中創(chuàng)造了當(dāng)時Sb2Se3太陽電池9.2%光電轉(zhuǎn)換效率世界記錄,曾入選2019年度“中國百篇最具影響國際學(xué)術(shù)論文”。本工作中作者提出了一種新型Sb2Se3薄膜制備技術(shù):射流氣相沉積(IVD),該技術(shù)在制備Sb2Se3薄膜時可以抑制深能級缺陷的產(chǎn)生,并且制備的薄膜沿[001]方向垂直生長,更為重要的是制備的Sb2Se3太陽電池的光電轉(zhuǎn)換效率達(dá)到了創(chuàng)紀(jì)錄的10.12%,為進(jìn)一步提高Sb2Se3電池的性能提供了思路。

以上工作得到了國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國家自然科學(xué)基金、河北省自然科學(xué)基金、河北大學(xué)光學(xué)工程學(xué)科經(jīng)費(fèi)以及生命科學(xué)與綠色發(fā)展學(xué)科群經(jīng)費(fèi)的支持。

文章鏈接:https://doi.org/10.1002/adma.202202969

        參考資料:https://www.hbu.edu.cn/info/1164/16523.htm

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