综合新闻 News
联系我们
  • 客服服务电话:021-64321087
  • 商业服务电话:13918059423
  • 技术服务电话:13918059423
  • 联系人:崔老师 
  • 服务邮箱:shxtb@163.com
  • 地址:上海市徐汇区桂林路100号8号楼107室

铜锌锡硫硒薄膜太阳能电池研究新进展

日期: 2024-07-08
浏览次数: 13

来源:中国科学院物理研究所


铜锌锡硫硒Cu2ZnSn(S, Se)4(CZTSSe)薄膜太阳能电池凭借其光吸收材料组成元素储备丰富、无毒、热力学稳定,以及与当前薄膜光伏产业高度兼容的技术优势,已经成为太阳能电池领域的热点。在低成本溶液法基础上探索太阳能电池光电转换效率的提升路径是当前该方向的研究重点。

中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心孟庆波团队近年来在该类薄膜太阳能电池方面开展了系统研究,在高质量铜锌锡硫硒薄膜制备、界面调控、器件载流子动力学和电池效率提升等方面取得了系列研究成果。特别是,针对CZTSSe薄膜硒化结晶生长面临的多参数耦合、生长环境难以精准控制等难题,先后开发了高压辅助和双温区辅助的硒化反应路径调控策略,实现了电池性能的大幅提升 (Nat. Energy, 2023, 8, 526-535; Nat. Commun. 2023, 14, 6650),并于2023年创造了CZTSSe电池领域新的世界纪录。

为了实现CZTSSe电池效率的进一步提升,多晶薄膜晶界空位缺陷引起的电荷损失是需要更深入研究和解决的问题。基于此,近日中国科学院物理研究所孟庆波团队与复旦大学和北京大学合作,发展了一种Pd-Se化合物反应策略来抑制硒化过程中晶界元素的挥发及相应空位缺陷的形成,实现了高质量CZTSSe吸收层和高效率器件。研究表明,Pd在硒化反应过程中以不易挥发的PdSex化合物形式覆盖在CZTSSe吸收层晶界,抑制Sn和Se元素挥发;另一方面,Pd(II)/Pd(IV)氧化还原对可以捕获反应气氛中的Se原子并将其传递给CZTSSe吸收层,进一步消除晶界处已经存在的空位缺陷。最终,基于此方法实现了认证效率14.3%的CZTSSe太阳能电池。该结果凸显了局域反应动力学调控的重要性,为提升该电池性能提供了更多机遇和技术路径。

该研究成果以“Pd(II)/Pd(IV) redox shuttle to suppress vacancy defects at grain boundaries for efficient kesterite solar cells”为题发表在Nature Communications上。中国科学院物理研究所E02组博士生王金琳、石将建副研究员、博士生尹康、北京大学孟繁琦博士为该论文共同第一作者,物理所李冬梅研究员、复旦大学陈时友研究员、物理所孟庆波研究员为该论文的共同通讯作者。本研究得到了国家自然科学基金委(U2002216, 52222212, 52172261, 52227803, 51972332, 12174060, 12334005)和中国科学院青促会(2022006)的支持。

文章链接:https://www.nature.com/articles/s41467-024-48850-9



Hot News / 相关推荐
  • 2025 - 09 - 17
    点击次数: 18
    来源:X-MOL钙钛矿氧化物已成为固体氧化物电解槽在电解 CO2 上的热催化剂,氧化还原行为对其应用具有重要意义。在这项工作中,通过在 CO2 中再氧化处理,研究了再氧化时间和温度、循环氧化还原时间对钛酸锶镧钙钛矿氧化还原行为的影响。较高的再氧化温度(800 °C)和 240 min 的适当时间促进了表面氧、块状 Ti4+至 Ti3+和碳酸盐物质的形成,这些物质在循环氧化还原过程中进一步...
  • 2025 - 09 - 17
    点击次数: 17
    来源:中国稀土网据MiningNews.net网站报道,经历十多年之后,北方矿产公司(Northern Minerals)终于公布了其在西澳州棕岭(Browns Range)重稀土开发项目最终可行性研究报告,结果显示技术和经济上都可行。棕岭稀土矿目标是年产磷钇矿精矿1.75万吨,总稀土氧化物(TREO)品位25%,即TREO含量为4350吨。全成本为44.70美元/公斤。与全球其他稀土矿床相比,该...
  • 2025 - 09 - 16
    点击次数: 35
    来源:X-MOL氧化铈纳米颗粒(CeO2NPs)可以提高作物的耐盐性,但其在耐盐性对比的水稻品种中的调控机制尚不清楚。本研究探讨了聚丙烯酸包被纳米铈(PNC)在盐敏(黄花占,H)和耐盐(香粮优 900,X)中引发的调控差异。结果表明,PNC 启动提高了两个品种的耐盐性,但潜在机制不同。在 H 品种中,耐受性增强主要归因于光合作用增强(净光合作用和蒸腾速率分别比 X 品种高 53.27%和 20.5...
  • 2025 - 09 - 16
    点击次数: 32
    休斯顿,9月10日(阿格斯)—美国稀土元素公司Energy Fuels于9月9日宣布,其国内开采和加工的镨钕氧化物通过了用于电动汽车电机的所有质量保证测试。Energy Fuels在其位于犹他州的White Mesa工厂生产了高纯度的镨钕氧化物,韩国浦项制铁公司将其进一步加工成镨钕金属、钕铁硼合金烧结块和高性能、高温钕铁硼稀土永磁体。今年3月,该公司与浦项制铁签署了一项协议,使其生产的镨钕氧化物获...
  • Copyright ©Copyright 2018  2020 上海市稀土协会 All Rights Reserved 沪ICP备2020034223号-1  沪公网安备 31010402010140号
    主办单位:上海市稀土协会 指导单位:上海市稀土材料开发应用办公室 承办单位:上海稀土产业促进中心 
    犀牛云提供企业云服务