光焱科技 胜焱电子科技 Enlitech
Previous slide
Next slide
Tell us more, we’ll
Enlighten Your Ideas!

2022 Chem. Eng. J.:水热沉积法應用於制备高效Sb2S3薄膜太阳能电池

标题 为高效 Sb2S3 的表面活性剂添加剂增强型水热非均相沉积

第一作者:郑建楂/麦耀华老师课题组

本文亮点

  首次采用阴离子添加剂十二烷基硫酸钠(SDS)增强了硫化锑(Sb2S3)在水热沉积中的异质成核。使得硫化锑薄膜光电性能得到改善,SRH复合得到抑制。采用SDS优化的Sb2S3器件在AM 1.5G光照下PCE达到6.84%。同时,我们首次报道了硫化锑的室内光伏特性,在1000 lx白光LED光源下硫化锑薄膜太阳电池具有16.37%的光电转换效率。

研究动机

  水热沉积法在制备高效Sb2S3薄膜太阳能电池方面显示出巨大的潜力。该方法具有成核易控制、分散性好、反应速度快、形貌控制好、能耗低等优点。 然而,目前对水热法制备Sb2S3前驱体的反应过程关注甚少,改善膜质量和器件性能的有效改性方法鲜有报道。

本文所用仪器

  • 量子效率测试仪,Enlitech, QE-R

研究成果说明

  硫化锑(Sb2S3)是一种极具发展潜力的宽禁带、低成本、低毒、稳定的材料,可作为下一代室内光伏材料或串联电池子电池光伏材料。在水热法制备Sb2S3薄膜中加入SDS,可以降低异质成核的吉布斯自由能,使薄膜更加致密。此外,经SDS优化后的Sb2S3器件,能带结构得到了改善、内建电压和耗尽宽度得到了提高,同时减少了载流子的复合。 最后,优化后的Sb2S3器件在AM 1.5 G下获得了6.84%效率,在1000 lx白光LED (3000 K)照明下获得了16.37%效率。

水热制备Sb2S3薄膜中的同质和异质反应

Fig. 1. 水热制备Sb2S3薄膜中的同质和异质反应。

AM1.5G下的器件性能

 Fig. 2. AM1.5G下的器件性能。

blank

Fig. 3. 白光LED 1000 lux下的器件性能。

QE-R

Fig. 4. QE设备。

通讯作者简介

麦耀华:暨南大学教授、博导、新能源技术研究院院长。长期从事硅基太阳电池、钙钛矿太阳电池、硫系薄膜太阳电池和锂电池等方向的研究和产业化工作,主持包括国家重点研发计划等省部级以上项目及横向项目20余项,在Adv. Mater., Nat. Common., J. Am. Chem. Soc., Adv. Energy. Mater., Energy Environ. Sci., ACS Energy Lett.等杂志上发表科研论文100余篇,获得较广泛的引用。获得授权专利50余项,其中发明专利25项,多项主导开发的新技术和产品在产业化中得到应用,带来新增产值数亿元。主持和参与多项国际和国家标准的编制。

代表性著作:

1.C. Liu, Y. Yang, C. Zhang, S. Wu, L. Wei, F. Guo, G. M. Arumugam, J. Hu, X. Liu, J. Lin, R. E. I. Schropp, and Y. Mai*, Tailoring C60 for Efficient Inorganic CsPbI2 Br Perovskite Solar Cells and Modules, Advanced Materials, e1907361 (2020).

 2.Guo, F.*; Qiu, S.; Hu, J.; Wang, H.; Cai, B.; Li, J.; Yuan, X.; Liu, X.; Forberich, K.; Brabec, C. J.; Mai, Y.*, A Generalized Crystallization Protocol for Scalable Deposition of High-Quality Perovskite Thin Films for Photovoltaic Applications. Advanced Science 2019, 1901067.

 3.L. Zeng, Z. Chen, S. Qiu, J. Hu, C. Li, X. Liu, G. Liang, C. J Brabec, Y. Mai*, F. Guo*, 2D-3D heterostructure enables scalable coating of efficient low-bandgap Sn–Pb mixed perovskite solar cells, Nano Energy 66, 104099 (2019).

本文关键词:水热沉积法、hydrothermal deposition、Sb2S3太阳能电池、Sb2S3 solar cell、量子效率、Quantum Efficiency

原文:https://doi.org/10.1016/j.cej.2022.136474

推荐仪器

Loading

发表回复