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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(yáng)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(guó)際頂級(jí)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(lái)提高硒化銻太陽(yáng)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(zhǎng)。保持(Sb₄Se₆)_n垂直襯底堆疊來(lái)增強(qiáng)載流子的輸運(yùn)和收集效率，但是這種方法會(huì)對(duì)形成高質(zhì)量異質(zhì)結(jié)界面造成挑戰(zhàn)；2)通過(guò)控制Sb₂Se₃吸光層表面和內(nèi)部的摻雜水平來(lái)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(shì)，因此需要在制備過(guò)程中嚴(yán)格控制反應(yīng)條件來(lái)避免深能級(jí)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(shí)Sb₂Se₃太陽(yáng)電池9.2%光電轉(zhuǎn)換效率世界記錄，曾入選2019年度“中國(guó)百篇最具影響國(guó)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(shí)可以抑制深能級(jí)缺陷的產(chǎn)生，并且制備的薄膜沿[001]方向垂直生長(zhǎng)，更為重要的是制備的Sb₂Se₃太陽(yáng)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(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國(guó)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