近日，新能源光电薄膜与器件团队在Cu2ZnSn(S,Se)4 (CZTSSe)太阳电池界面调控领域取得新进展，相关成果以“Tailoring Dual Interface Performance Drives Highly Efficient Kesterite Solar Cells: Breaking the Limitations of VOC and JSC”为题发表于国际著名期刊《Advanced Functional Materials》(2026, 36, e76726)。河北大学为第一完成单位，孙亚利博士为论文第一作者，于威教授、高超博士和山西大学丁东亮博士为共同通讯作者。
环境友好型的溶液基CZTSSe薄膜太阳电池由于其优异的水氧稳定性和低成本发电的潜在优势，被认为是未来光伏技术的候选者。然而，CZTSSe太阳电池仍然存在严重的载流子复合问题，包括吸收体的多层结晶结构及较差的界面性能 (CdS/CZTSSe和CZTSSe/Mo)。因此，高质量吸收层的制备和高效的界面钝化是进一步提高效率急需解决的问题。基于此，该工作提出了一种Cd掺杂和原子层沉积Al2O3的协同修饰策略，从而打破CZTSSe器件中开路电压(VOC)与短路电流密度(JSC)此消彼长，难以同步提升的壁垒。研究发现，适量的 Cd 掺杂可增大晶粒尺寸、降低薄膜表面反射率并提高载流子浓度，有效增强光吸收和光生载流子的产生，但Cd掺杂会轻微减小带隙并导致VOC下降；而在此基础上引入超薄Al2O3层，则能优化元素纵向分布、抑制CZTSSe分解及Mo(S,Se)2过度生长，降低背接触势垒。此外，该策略在促进有益缺陷团簇[VCu+ZnCu]浓度增加的同时抑制了有害缺陷团簇[CuZn+SnZn]和[ZnSn+2ZnCu]的产生，显著提升内建电势和耗尽区电场强度。二者的协同效应使吸收层体相与双界面处的复合损失大幅降低，最终实现了13.2%的光电转换效率，VOC与JSC 分别提升至514 mV和36.4 mA/cm2，VOC亏损降低至 270 mV。该工作为 CZTSSe 薄膜的体相结晶和界面工程提供了简便有效的协同优化路径。
本工作得到了国家自然科学基金、河北省自然科学基金、河北省教育厅科技基金和河北大学高层次人才研究创业项目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.76726
