【摘 要】
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Cu2ZnSn(Sx,Se1-x)4(CZTSSe)是一种锌黄锡矿结构(kesterite)的P型化合物半导体材料.多晶结构的CZTSSe单结薄膜太阳电池的理论极限转换效率高达31％～32％.相比于传统高效薄膜太阳电池CIGS和CdTe,CZTSSe的原料储量丰富,环境友好.因此,CZTSSe作为一种具有巨大潜力的低成本、绿色、环保型薄膜太阳电池,将会在未来满足不断增长的清洁能源需求中发挥巨大的作
【机 构】
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南开大学电子信息与光学工程学院,天津,300071 南开大学物理科学学院,天津,300071
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Cu2ZnSn(Sx,Se1-x)4(CZTSSe)是一种锌黄锡矿结构(kesterite)的P型化合物半导体材料.多晶结构的CZTSSe单结薄膜太阳电池的理论极限转换效率高达31％～32％.相比于传统高效薄膜太阳电池CIGS和CdTe,CZTSSe的原料储量丰富,环境友好.因此,CZTSSe作为一种具有巨大潜力的低成本、绿色、环保型薄膜太阳电池,将会在未来满足不断增长的清洁能源需求中发挥巨大的作用.南开大学电子信息与光学工程学院化合物薄膜太阳电池研究小组通过采用溅射硒化法制备CZTSSe 吸收层,从材料制备的角度实现了CZTSSe 薄膜物相的合理调控,研制出效率达到10.4％的CZTSSe 薄膜太阳电池.通过研究,解决了CZTSSe 薄膜制备过程中的一些关键问题,澄清了Cu 的叠层顺序与构建器件之间的直接关系,并明确了硒化过程中薄膜的反应机理.在通过深入研究,提出了解决CZTSe 薄膜电池欧姆接触的方法,提出了一种Se 气氛可控的制备CZTSe 的方法,研究了Zn/Sn 比不同时吸收层中载流子浓度变化与器件耗尽区宽度的关系,并进而明确耗尽区宽度与器件性能之间的关系.由此提出了研制CZTSSe薄膜电池努力的方向.
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