【摘 要】
：
开路电压损失(Voc-def)大是制约铜锌锡硫(Cu2ZnSn(S,Se)4,CZTSSe)薄膜太阳能电池效率提高的主要因素,探究电压损失的关键原因对进一步提高电池效率至关重要。多元化合物CZTSSe薄膜通常由金属、金属硫(硒)化物或者由它们混合组成的预制膜通过高温硫化/硒化反应获得,其光电性质与预制膜的组成及薄膜生长过程密切相关。而通过溶液法制备CZTSSe,预制膜的组成必然与前驱体化合物在溶液
【机 构】
：
南京邮电大学 南京市栖霞区文苑路9号
【出 处】
：
第八届新型太阳能材料科学与技术学术研讨会
论文部分内容阅读
开路电压损失(Voc-def)大是制约铜锌锡硫(Cu2ZnSn(S,Se)4,CZTSSe)薄膜太阳能电池效率提高的主要因素,探究电压损失的关键原因对进一步提高电池效率至关重要。多元化合物CZTSSe薄膜通常由金属、金属硫(硒)化物或者由它们混合组成的预制膜通过高温硫化/硒化反应获得,其光电性质与预制膜的组成及薄膜生长过程密切相关。而通过溶液法制备CZTSSe,预制膜的组成必然与前驱体化合物在溶液中的反应以及由溶液到预制膜的反应路径有直接相关。我们以DMSO为溶剂,以简单的金属盐和硫脲为前驱体化合物,系统研究了不同前驱体化合物,特别是不同价态的Sn化合物在DMSO溶液中的化学反应,这些化合物从溶液到CZTSSe半导体材料的反应路径和晶粒生长机制及其对CZTSSe光伏性能的影响。研究发现Sn2+和Sn4+化合物具有完全不同的配位化学,导致前驱体薄膜组成的巨大差异和硒化过程全然不同的晶粒生长机制,并最终导致缺陷性质和器件性能的巨大差别。进一步通过可控的薄膜生长途径由溶液法制备银铜锌锡硫锡(ACZTSSe)固溶体薄膜,降低带尾态,将铜锌锡硫电池的开路电压损失降低到新的水平。
其他文献
高效的光伏发电是实现碳中和战略目标的主要依靠.硅基叠层电池有望突破肖特基-奎赛尔理论极限,降低光伏发电成本,是后硅时代重点发展的关键技术之一[1].1.7 eV左右宽带隙顶电池是硅基叠层电池的研究重点,以碲锌镉、钙钛矿等为代表的宽带隙太阳能电池材料已取得一定成功,但在制备成本、器件效率、器件稳定性等方面仍存在突出挑战[2].因此,可应用于硅基叠层电池的顶电池具有重要研究意义.硒化镉属于Ⅱ-Ⅵ族二元
目前铜锌锡硫(Cu2ZnSnS4,CZTS)由于电池的界面复合比较严重,导致电池开路电压和填充因子都比较低,因此其最高转换效率仅为11％左右.我们针对CZTS电池界面问题首先设计了新的电池结构,研究了器件退火对ITO薄膜性能、电池界面元素扩散、载流子浓度和界面能带排列的影响规律,获得了基于阳离子掺杂纯硫化物CZTS电池效率超过12％；然后回顾了课题组对化学浴沉积硫化镉方法的一系列改进,提出了一种高
柔性Cu2ZnSn(S,Se)4 (CZTSSe)太阳能电池因其可以卷曲、可实现便携式穿戴功能等优点有望拓宽太阳能电池的应用[1-3].器件的填充因子(FF)不高是影响CZTSSe太阳电池效率的一个重要因素,尤其是柔性器件,在其制备过程中衬底的柔性特点对器件的FF有很大影响.串联电阻(Rs)是FF损耗的主要来源之一[4].因此,我们提出了一种新的器件结构 Mo/CZTSSe/CdS/ITO (Ty
柔性Cu2ZnSn(S,Se)4 (CZTSSe)太阳能电池因具有材质柔软、可弯折、厚度薄、质量轻、功率质量比高、便于携带等优点在光伏领域中备受关注[1-3].从应用的角度出发,柔性CZTSSe电池在光伏建筑一体化、可穿戴设备等领域具有很大的潜力.然而柔性CZTSSe电池大多都采用CdS作为缓冲层,CdS做为缓冲层主要有两种劣势：Cd元素的毒性问题和CdS的低带隙(2.4eV)造成的短波损耗.因此
在众多的柔性衬底中,由于Ti衬底具有合适的热膨胀系数,也有作为CZTS薄膜衬底的报道.CZTS薄膜的硫化处理使衬底元素Ti在CZTS薄膜中存在大量扩散,降低了CZTS薄膜太阳能电池的光伏性能[1].目前调控衬底元素在电池吸收层薄膜中的扩散的主要方法为CZTS薄膜和Ti衬底间添加扩散缓冲/阻挡层.本工作选用柔性Ti衬底作为CZTS薄膜的衬底,通过对柔性Ti衬底进行氧化处理抑制衬底元素Ti在CZTS薄
铜锌锡硫(Cu2ZnSnS4,CZTS)材料具有禁带宽度合适,吸光系数大,以及原材料无毒且储量丰富等优点,有希望开发出廉价、环保和高效率CZTS太阳电池.为进一步提升光电转换效率,通常在CZTS薄膜中掺杂微量元素进行改性.然而,相对其他制备工艺而言,电化学共沉积掺杂CZTS薄膜存在技术难题.目前,尚未见到电化学沉积CZTS薄膜掺杂相关文献报道.基于我们前期以电化学共沉积法制备高效率CZTS太阳电池
铜锌锡硫硒(CZTSSe)薄膜太阳能电池是铜基薄膜太阳能电池的重要组成部分,其组成元素在地表储存丰富.CZTSSe薄膜太阳能电池吸收层材料具有适宜的光学带隙(1～1.5 eV),较高的吸收系数(＞104 cm-1).其光伏器件的最高理论光电转化效率可以达32.8％,被认为是一种极具应用前景的太阳能电池材料[1].但是就目前来说,CZTSSe薄膜太阳能电池的最高认证效率远远低于其理论效率,这是由诸多
太阳能电池材料中,铜锌锡硫硒(Cu2ZnSn(S,Se)4,CZTSSe)因为其安全环保、原料储量丰富的特点有望成为替代铜铟镓硒(CIGS)和碲化镉(CdTe)太阳能电池的吸收层材料.溶液法是一种可以低成本和大面积制备铜锌锡硫硒薄膜太阳能电池吸收层材料的方法,该方法可以通过溶液组分来调控前驱体膜的组成,而前驱体膜的组成决定了吸收层晶粒的生长路径并进而影响吸收层的光电性能.这里我们以CuCl,Zn(
近年来铜锌锡硫(CZTSSe)薄膜太阳能电池的效率停滞不前,阻碍其发展的关键因素为开路电压损失(VOC.def)大.采用离子半径较大的Ag+取代Cu+形成银合金化的铜锌锡硫((Agx,Cu1-x)2ZnSn(S,Se)4,0＜x＜1,ACZTSSe)吸收层可以有效减少Cu-Zn无序并提升电池的开路电压(VOC).但是,目前已报道的ACZTSSe薄膜电池与未合金化的世界纪录器件相比仍然表现出高VOC
Polyimide (PI) is the most suitable substrate for flexible CuIn(S,Se)2 (CISSe) solar cell.However,PI has not been used in solution-processed approach because PI cannot tolerate the high temperature of