2022 Chem. Eng. J.：水热沉积法應用於制备高效Sb2S3薄膜太阳能电池
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。
Fig. 1. 水热制备Sb2S3薄膜中的同质和异质反应。
Fig. 2. AM1.5G下的器件性能。
Fig. 3. 白光LED 1000 lux下的器件性能。
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
