近日，我院新能源光电薄膜与器件团队在磁控溅射CIGSe太阳电池领域取得重要进展。相关工作“Dual Engineering Strategy of H Doping and S Grading for High Efficiency CIGSe Solar Cells”以河北大学为第一单位发表在国际知名期刊《Advanced Functional Materials》(2026, 36, e31847)，我院博士研究生高泽冉为论文第一作者，于威教授、王新占博士和高超博士为共同通讯作者。
该工作提出并实现了一种CIGSe吸收层“体相-界面”协同工程的调控策略，通过在吸收层内部引入氢掺杂、并在其表面构建铜铟镓硫 (CIGS)层，实现了体 H掺杂和表面 S 梯度，从而在缺陷钝化与界面载流子传输两个维度上实现了太阳电池性能的同步优化。该策略一方面避免了传统CIGSe吸收层中 InCu 反位缺陷与VSe 空位等深能级缺陷及局部 Na-O 团簇对载流子的强烈捕获与非辐射复合效应；另一方面抑制了因近表面区域带隙不足及 Se 挥发所导致的异质结界面质量差与载流子传输受阻问题。结果表明，体 H掺杂与表面 S 梯度的双重效应可有效减少体相非辐射复合，并提高 S 元素在吸收层横向分布的均匀性，最终获得了均匀且界面缺陷密度显著降低的高质量CIGSe吸收层。基于该双重策略所制备CIGSe 薄膜太阳电池给出了18.69%的光电转换效率。这项研究揭示了氢钝化与表面能带调控对吸收层缺陷钝化、晶粒生长及界面传输特性的协同增强机制，为高效CIGSe太阳能电池的规模化制备提供了新途径。
该研究工作得到了国家自然科学基金、河北省自然科学基金、河北省教育厅科技项目、河北省光电信息材料实验室绩效补贴基金项目、保定市揭榜挂帅项目、河北大学高层次人才培育计划等项目及河北省光伏技术省部共建协同创新中心、河北大学物理科学与技术学院公共测试中心的资助及大力支持。
论文链接：https://doi.org/10.1002/adfm.202531847
