郝晓静院士团队,Nature Energy!
纳米人
2026-07-15 08:15
文章摘要
本文针对宽禁带锌黄锡矿(CZTS)太阳能电池因开路电压严重亏损(通常低于750 mV)而效率停滞的问题展开研究。新南威尔士大学郝晓静院士团队提出一种缺陷调节策略,通过在前驱体阶段引入Cu-S键(将金属Cu靶材替换为Cu2S)以稳定局部化学环境,并结合“结构化两阶段铜”掺入工艺(共溅射前35分钟用金属Cu、后5分钟用Cu2S)抑制铜的热力学扩散,从而维持理想的贫铜富锌结晶路径。该策略促进了良性浅受主缺陷(如铜空位VCu)的形成,并抑制了有害深能级缺陷(如CuZn反位缺陷及簇),显著减少了非辐射复合损失。实验表明,优化后的无镉宽禁带CZTS太阳能电池实现了认证开路电压847 mV(达到辐射极限的65.3%)和12.4%的转换效率,载流子寿命从2.1 ns提升至3.6 ns。本研究为多元化合物半导体的合成提供了普适性见解,有效打破了宽禁带CZTS电池长期存在的电压亏损瓶颈。
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