光伏技术研发团队李志强等人在《Advanced Materials》上发表硒化锑太阳电池研究重要进展

近日，我院光伏技术研发团队李志强等人与暨南大学合作在硒化锑太阳电池研究方面取得新突破，获得了10.12%的光电转换效率。相关成果“Sb₂Se₃ Thin Film Solar Cells Exceeding 10% Power Conversion Efficiency Enabled by Injection Vapor Deposition (IVD) Technology”以河北大学为第一单位在线发表在国际顶级期刊《Advanced Materials》上(IF=30.85, DOI:10.1002/adma.202202969)。我院硕士研究生段召腾和暨南大学梁晓杨博士为共同第一作者，李志强博士（校聘教授）和暨南大学麦耀华教授为共同通讯作者。

硒化锑（Sb₂Se₃）由于其强各向异性的晶体结构和光电特性受到科研人员的关注。目前有两种主要的思路来提高硒化锑太阳电池的器件性能：1)控制Sb₂Se₃带状结构(Sb₄Se₆)_n沿<001>方向垂直排列生长。保持(Sb₄Se₆)_n垂直衬底堆叠来增强载流子的输运和收集效率，但是这种方法会对形成高质量异质结界面造成挑战；2)通过控制Sb₂Se₃吸光层表面和内部的掺杂水平来控制载流子和缺陷的密度，由于Sb₂Se₃材料本征缺陷的形成取决于原子化学势，因此需要在制备过程中严格控制反应条件来避免深能级缺陷的形成。该团队在前期工作“9.2%-efficient core-shell structured antimony selenide nanorod array solar cells” 《Nature Communications》（2019，10：125）中创造了当时Sb₂Se₃太阳电池9.2%光电转换效率世界记录，曾入选2019年度“中国百篇最具影响国际学术论文”。本工作中作者提出了一种新型Sb₂Se₃薄膜制备技术:射流气相沉积（IVD），该技术在制备Sb₂Se₃薄膜时可以抑制深能级缺陷的产生，并且制备的薄膜沿[001]方向垂直生长，更为重要的是制备的Sb₂Se₃太阳电池的光电转换效率达到了创纪录的10.12%，为进一步提高Sb₂Se₃电池的性能提供了思路。

以上工作得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金、河北省自然科学基金、河北大学光学工程学科经费以及生命科学与绿色发展学科群经费的支持。

文章链接：https://doi.org/10.1002/adma.202202969