近日，深圳大學(xué)物理與光電工程學(xué)院范平教授課題組在濺射后硒化法制備高效率Sb₂Se₃薄膜太陽(yáng)電池研究中取得重要進(jìn)展，成果以“Highly efficient and stable planar heterojunction solar cell based on sputtered and post-selenized Sb₂Se₃ thin film”為題在線(xiàn)發(fā)表在國(guó)際能源領(lǐng)域頂級(jí)期刊《Nano Energy》(JCR一區(qū)，影響因子15.548)。深圳大學(xué)范平教授課題組的梁廣興博士（副研究員）為該研究論文通訊作者，唐戎博士后、鄭壯豪副研究員和蘇正華副研究員為該文共同第一作者，深圳大學(xué)是唯一通訊單位。

近年來(lái)，新型環(huán)境友好型Sb₂Se₃材料由于物相單一，光學(xué)帶隙可調(diào)以及較高的光吸收系數(shù)，介電常數(shù)和載流子遷移率等優(yōu)點(diǎn)，在硫系銻基薄膜太陽(yáng)電池領(lǐng)域得到廣泛關(guān)注和研究。目前，太陽(yáng)電池中最關(guān)鍵的光吸收層Sb₂Se₃薄膜制備主要采用熱蒸發(fā)（包括CSS、VTD和RTE）結(jié)合原位襯底溫度控制析晶的工藝來(lái)實(shí)現(xiàn)。而關(guān)于濺射法制備Sb₂Se₃薄膜的報(bào)道較少，本文提出采用與CIGS基太陽(yáng)電池生產(chǎn)工藝兼容性較高的磁控濺射技術(shù)并結(jié)合后硒化法制備Sb₂Se₃薄膜材料同樣非常有優(yōu)勢(shì)，此方法利用高能離子濺射獲得高質(zhì)量Sb₂Se₃非晶薄膜并結(jié)合可控性更高的后硒化有效析晶技術(shù)，制備出高結(jié)晶度且定向生長(zhǎng)的Sb₂Se₃薄膜，不會(huì)出現(xiàn)原位熱處理成分易偏析問(wèn)題，有效減少硒空位（深能級(jí)缺陷）的產(chǎn)生，降低器件中的復(fù)合損耗，首次獲得基于濺射后硒化法制備出最高光電轉(zhuǎn)換效率為6.06%的Sb₂Se₃薄膜太陽(yáng)電池，同時(shí)開(kāi)路電壓增加到494 mV（目前純Sb₂Se₃薄膜太陽(yáng)電池最高開(kāi)路電壓值）。此外，將無(wú)封裝的全無(wú)機(jī)Sb₂Se₃薄膜太陽(yáng)電池存放于空氣中，1000小時(shí)內(nèi)仍能保證90%的初始光電轉(zhuǎn)換效率，顯示了良好的穩(wěn)定性。

基金支持：

該工作得到了廣東省教育廳重大科研項(xiàng)目(No. 2018KZDXM059)，國(guó)家自然科學(xué)基金(No. 61404086， U1813207 和11574217)、深圳市先進(jìn)薄膜與應(yīng)用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室項(xiàng)目(ZDSYS 20170228105421966)和深圳市科技計(jì)劃基礎(chǔ)研究項(xiàng)目(JCYJ20180305124340951)等項(xiàng)目的大力支持。

文獻(xiàn)鏈接：

https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2019.103929