近日，深圳大学物理与光电工程学院范平教授课题组在溅射后硒化法制备高效率Sb2Se3薄膜太阳电池研究中取得重要进展，成果以“Sputtered and selenized Sb2Se3 thin-film solar cells with open-circuit voltage exceeding 500 mV”为题在线发表在国际能源领域顶级期刊《Nano Energy》(JCR物理一区，TOP期刊，实时影响因子17.28)。范平教授和陈烁助理教授为论文通讯作者，深圳大学为唯一通讯单位，梁广兴副研究员为论文第一作者，其指导的硕士研究生罗燕娣同学为论文第二作者。
近年来，新型环境友好型Sb2Se3材料由于物相单一，光学带隙可调以及较高的光吸收系数，介电常数和载流子迁移率等优点，在无机薄膜太阳电池领域得到广泛关注和研究，但Sb2Se3薄膜太阳电池性能与CIGS薄膜太阳电池性能相比还有较大差距，其中主要原因是Sb2Se3材料自身有效掺杂浓度较低，整体表现为电池开路电压亏损偏高。前期，课题组提出采用与CIGS太阳电池生产工艺兼容性较高的磁控溅射技术结合后硒化热诱导生长出高度择优取向的Sb2Se3薄膜，并制备出光电转换效率为6.06 %的Sb2Se3薄膜太阳电池，相关成果发表在Nano Energy. 64. 2019. 103929；本文则报道Sb2Se3薄膜太阳电池中的异质结Sb2Se3/CdS在经过热处理后，发现Cd2+和S2-离子扩散进入光吸收层Sb2Se3内，器件光电转换效率提升至6.84%，其中开路电压提升至504 mV（是目前已报道的Sb2Se3薄膜太阳电池最高开路电压值），分析原因主要是Cd2+有效掺杂获得P型导电增强和S2-离子掺杂光学带隙拓宽，相关成果发表在Nano Energy. 73. 2020. 104806。此外，将无封装的全无机Sb2Se3薄膜太阳电池存放于空气中，1000小时内仍能保证90%的初始光电转换效率，显示了良好的稳定性。
基金支持：该工作得到了广东省教育厅重大科研项目(No. 2018KZDXM059)、国家自然科学基金(No. 61404086)、广东省自然科学基金(No.2020A1515010805)、深圳市先进薄膜与应用重点实验室项目(ZDSYS 20170228105421966)、深圳市科技计划基础研究项目(JCYJ20190808153409238)和2019年深圳大学学生创新发展基金(PIDFP-ZR2019019)等项目的大力支持。
文献链接：https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2020.104806
