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为实现碳中和战略目标,发展低碳清洁可再生能源发电迫在眉睫。太阳能是未来减少甚至替代传统能源的可再生能源之一。Cu2Zn Sn（S,Se）4（CZTSSe）光伏技术由于其可调带隙、较高光吸收系数、成本低廉、无毒无污染和组成元素丰度高等优异性能而备受广泛关注。目前CZTSSe太阳能电池世界记录效率为13.0%(Voc=529.4 m V),远低于其前身Cu（In,Ga）Se2（CIGS）太阳能电池最高光电转换效率（23.35%）,主要归因于开路电压(Voc)较低。CZTSSe器件Voc损耗大的主要原因是受界面主导的载流子复合。CZTSSe/CdS和CZTSSe/Mo界面处不良缺陷是限制器件提升的重要因素:i)在CZTSSe/CdS界面缓冲层一侧,由于CdS缓冲层中VS空位形成能较高,导致其电学性能较差,造成器件的耗尽区宽度（Wd）较小,不利于载流子在p-n结界面处有效的分离和传输。ii)在CZTSSe/CdS界面吸收层一侧,由于吸收层表面存在高浓度CuZn反位缺陷使得费米能级钉扎,造成能带弯曲小。电场较弱,造成准中性区电子和空穴驱动力不足。iii)在CZTSSe/Mo界面,由于VSe空位形成能较低,导致吸收层高温硒化过程中在背界面形成弱n型Mo Se2。CZTSSe和Mo Se2形成肖特基接触导致界面传输势垒增加,不利于载流子传输。针对上述关键界面缺陷引起的界面电学性能降低和性能损耗问题,研究者通过阳离子取代和构筑吸收层梯度来降低关键界面的复合损失:i)在CZTSSe/CdS界面缓冲层一侧,CdS缓冲层掺杂会改变材料的电学性能,掺杂元素有:In、Al、Ga等。但是,采用化学浴沉积法（CBD）制备阳离子掺杂CdS薄膜过程中,容易形成溶度积(Ksp)较小的二次相,影响p-n结质量。ii)在CZTSSe/CdS界面吸收层一侧,CZTSSe吸收层中引入Ag能够有效的抑制CuZn受主缺陷,并引入有益的ZnAg施主缺陷。CZTSSe吸收层中构筑Ag梯度能够抑制前界面处CuZn反位缺陷,缓解费米能级钉扎,界面处实现p型向n型转化。但是高Ag含量扩散至体相会导致薄膜电学性能变差,载流子的分离和传输受限。iii)在CZTSSe/Mo界面,通过在CZTSSe和Mo层之间引入中间层或钝化层能够适当降低结构缺陷,但是不能从本质上改变Mo Se2半导体属性。针对上述界面不良缺陷引起的CZTSSe/CdS界面耗尽区宽度较窄、高银梯度导致体相电荷传输能力下降、CZTSSe/Mo界面电学接触较差等关键问题。我们从In掺杂CdS、吸收层构筑梯度、（V,Nb,Ta）掺杂Mo Se2三个方面来改善界面复合。一、CdS n型掺杂改善CZTSSe/CdS界面能带结构:针对CZTSSe/CdS界面耗尽区宽度较窄的问题,本工作提出了一种独特的掺铟策略来CBD沉积In1-xCdxS缓冲层,以优化异质结界面质量。结果表明,采用这种In3+溶液逐滴滴加的方法可以有效抑制不良二次相In2S3的形成,并且In更容易掺杂到CdS的晶格中,形成额外有益的浅施主InCd缺陷,从而显著提高了CdS的电学性能。CdS缓冲层和异质结界面的质量得到改善,器件Wd增加和较合适的能带排列,促进界面处电荷的提取和转移,从而减少前CZTSSe/CdS异质结界面处的非辐射复合。因此,CZTSSe器件的光电转换效率（PCE）从10.2%提高到12.4%。二、Ag,Ge双梯度取代调控前/背界面能带结构:针对高银梯度导致体相电荷传输能力下降的问题,本工作提出了一种双梯度结构来增加器件的Voc和电池效率,方法是在吸收层表面和底部分别用Ag和Ge取代Cu和Sn。这种协同双阳离子取代的关键特征是它们可以独立地使前界面处VBM下移和背接触CBM上移。在p-n结处Ag取代Cu增强了界面能带弯曲并加速了电荷分离;在背接触附近用Ge取代Sn会产生额外的迁移电场和载流子浓度梯度,以促进载流子向p-n结传输,并最大限度地减少Mo/CZTSSe界面处的复合损失;同时,不利的CuZn和CuSn缺陷的钝化使整个吸收层的复合损失最小化。随着Voc、FF和Jsc的显著提高,Ag、Ge协同取代器件最终将光电转换效率从9.29%提高到12.26%。三、MoSe2 p型掺杂改善CZTSSe/Mo界面能带结构:针对CZTSSe/Mo界面电学接触较差的问题,本工作在Mo上热蒸一层薄的VB族元素过渡金属,经过高温硒化形成VB族元素掺杂的Mo Se2薄膜。理论计算结果显示VMo,NbMo和TaMo缺陷形成能较低,都是有益的受主缺陷。掺杂后的Mo Se2薄膜的平衡费米能级的位置更靠近价带顶,为p型半导体类型。掺杂后的Mo Se2薄膜的电学性能增强,器件背电场增强有利于准中性区域内的电子和空穴加速分离和传输,增加了Voc。背界面势垒高度降低和欧姆接触行为会增加填充因子（FF）和开路电压(Voc)。我们的实验结果表明,Ta掺杂Mo Se2的CZTSSe太阳能电池的PCE从10.82%提升至12.72%。综上所述,通过在CZTSSe/CdS界面处构筑一个弱n型施主缺陷环境,有助于实现p型向n型的转变,并适当减少由CuZn受主缺陷造成的费米能级钉扎,使吸收层在光照条件下产生较大的能带弯曲和较大的Wd,能够加速载流子在p-n结界面的分离和收集,减少前界面复合提升Voc。另外,在CZTSSe/Mo背界面处构筑一个p型的缺陷环境,有助于吸收层和Mo Se2层形成欧姆接触,降低空穴传输势垒。背电场的增强能够使准中性区的载流子加速向CZTSSe/CdS界面的移动,减少背界面复合和提升PCE。