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物理與光電工程學院范平教授課題組在國際能源領域頂級期刊Nano Energy發表研究論文

發布時間:2019-09-10

物理與光電工程學院范平教授課題組在國際能源領域頂級期刊Nano Energy發表研究論文

近日,深圳大學物理與光電工程學院范平教授課題組在濺射后硒化法制備高效率Sb2Se3薄膜太陽電池研究中取得重要進展,成果以“Highly efficient and stable planar heterojunction solar cell based on sputtered and post-selenized Sb2Se3 thin film”為題在線發表在國際能源領域頂級期刊《Nano Energy》(JCR一區,影響因子15.548)。深圳大學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,深圳大學是唯一通訊單位。

近年來,新型環境友好型Sb2Se3材料由于物相單一,光學帶隙可調以及較高的光吸收系數,介電常數和載流子遷移率等優點,在硫系銻基薄膜太陽電池領域得到廣泛關注和研究。目前,太陽電池中最關鍵的光吸收層Sb2Se3薄膜制備主要采用熱蒸發(包括CSS、VTD和RTE)結合原位襯底溫度控制析晶的工藝來實現。而關于濺射法制備Sb2Se3薄膜的報道較少,本文提出采用與CIGS基太陽電池生產工藝兼容性較高的磁控濺射技術并結合后硒化法制備Sb2Se3薄膜材料同樣非常有優勢,此方法利用高能離子濺射獲得高質量Sb2Se3非晶薄膜并結合可控性更高的后硒化有效析晶技術,制備出高結晶度且定向生長的Sb2Se3薄膜,不會出現原位熱處理成分易偏析問題,有效減少硒空位(深能級缺陷)的產生,降低器件中的復合損耗,首次獲得基于濺射后硒化法制備出最高光電轉換效率為6.06%的Sb2Se3薄膜太陽電池,同時開路電壓增加到494 mV(目前純Sb2Se3薄膜太陽電池最高開路電壓值)。此外,將無封裝的全無機Sb2Se3薄膜太陽電池存放于空氣中,1000小時內仍能保證90%的初始光電轉換效率,顯示了良好的穩定性


基金支持:

該工作得到了廣東省教育廳重大科研項目(No. 2018KZDXM059)國家自然科學基金(No. 61404086, U1813207 和11574217)、深圳市先進薄膜與應用重點實驗室項目(ZDSYS 20170228105421966)和深圳市科技計劃基礎研究項目(JCYJ20180305124340951)等項目的大力支持。

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