【摘 要】
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锌黄锡矿结构的Cu2ZnSn(S,Se)4(CZTSSe)由于其组成元素丰富且环境友好,溶液法制备效率较高,将有望成为高性能且商业应用价值较高的光伏材料.辛灏课题组在DMSO溶剂体系中实现了12.4％的高效率,然而制备的CZTSSe薄膜表面仍存在一些孔洞.据报道在碘铅铯(CsPbI3)钙钛矿前驱体中加入一定量的碘化铵(NH4I)可以改善薄膜结晶性,增大晶粒尺寸.研究还发现带负电的间隙碘离子会增加M
【机 构】
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许昌学院化工与材料学院(表面微纳米材料研究所)河南省微纳米能量储存与转换材料重点实验室,河南省许昌市八一东路88号 461000
【出 处】
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第八届新型太阳能材料科学与技术学术研讨会
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锌黄锡矿结构的Cu2ZnSn(S,Se)4(CZTSSe)由于其组成元素丰富且环境友好,溶液法制备效率较高,将有望成为高性能且商业应用价值较高的光伏材料.辛灏课题组在DMSO溶剂体系中实现了12.4％的高效率,然而制备的CZTSSe薄膜表面仍存在一些孔洞.据报道在碘铅铯(CsPbI3)钙钛矿前驱体中加入一定量的碘化铵(NH4I)可以改善薄膜结晶性,增大晶粒尺寸.研究还发现带负电的间隙碘离子会增加MAPbI3钙钛矿激发态载流子寿命.据此,本研究将反应原料中的部分氯化锌(ZnCl2)替换为碘化锌(ZnI2)并制备了CZTSSe薄膜,从表面形貌可以看出碘化锌的加入显著增强了薄膜的结晶性,晶粒尺寸变大,表面孔洞明显减少.进而观察断面形貌发现,吸收层由贯穿的大晶粒组成；另一方面,随着ZnI2的加入,断面致密性得到了明显提升,使薄膜表面趋于平整.瞬态表面光电压测试结果显示,随着碘化锌的添加致使薄膜晶界减少,从而载流子分离速度得到提升,而载流子复合受到了有效抑制.最终,添加了30％ZnI2的CZTSSe器件获得了8.09％的效率,短路电流密度和填充因子都得到了有效提升.
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有机太阳能电池活性层形貌显著影响器件性能,而组成活性层的给体和受体的聚集态对活性层形貌起决定性作用.常用的活性层形貌调控策略,如优化加工溶剂、溶剂添加剂、热退火和溶剂退火等,通常会同时影响给体和受体的聚集态；分别调控给体或受体的聚集行为更有利于精确调控活性层形貌,但相关调控策略仍比较缺乏.我们设计合成了一个二维共轭的稠环电子受体FNIC3(图1a),其共轭侧链和端基中均含有卤素原子,因此分子间相互
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