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Vertical plane depth-resolved surface potential and carrier separation characteristics in flexible CZTSSe solar cells with over 12% efficiency
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作者 Dae-Ho Son Ha Kyung Park +11 位作者 Dae-Hwan Kim Jin-Kyu Kang Shi-Joon Sung Dae-Kue Hwang Jaebaek Lee Dong-Hwan Jeon Yunae Cho William Jo Taeseon Lee JunHo Kim Sang-Hoon Nam Kee-Jeong Yang 《Carbon Energy》 SCIE EI CAS CSCD 2024年第3期36-52,共17页
Cu2ZnSn(S,Se)4(CZTSSe)solar cells have resource distribution and economic advantages.The main cause of their low efficiency is carrier loss resulting from recombination of photo-generated electron and hole.To overcome... Cu2ZnSn(S,Se)4(CZTSSe)solar cells have resource distribution and economic advantages.The main cause of their low efficiency is carrier loss resulting from recombination of photo-generated electron and hole.To overcome this,it is important to understand their electron-hole behavior characteristics.To determine the carrier separation characteristics,we measured the surface potential and the local current in terms of the absorber depth.The elemental variation in the intragrains(IGs)and at the grain boundaries(GBs)caused a band edge shift and bandgap(Eg)change.At the absorber surface and subsurface,an upward Ec and Ev band bending structure was observed at the GBs,and the carrier separation was improved.At the absorber center,both upward Ec and Ev and downward Ec-upward Ev band bending structures were observed at the GBs,and the carrier separation was degraded.To improve the carrier separation and suppress carrier recombination,an upward Ec and Ev band bending structure at the GBs is desirable. 展开更多
关键词 carrier separation cztsse flexible solar cell local current surface potential
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Electrochemically Deposited CZTSSe Thin Films for Monolithic Perovskite Tandem Solar Cells with Efficiencies Over 17%
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作者 Sun Kyung Hwang Ik Jae Park +3 位作者 Se Won Seo Jae Hyun Park So Jeong Park Jin Young Kim 《Energy & Environmental Materials》 SCIE EI CAS CSCD 2024年第1期147-152,共6页
In spite of the high potential economic feasibility of the tandem solar cells consisting of the halide perovskite and the kesterite Cu2ZnSn(S,Se)4(CZTSSe),they have rarely been demonstrated due to the difficulty in im... In spite of the high potential economic feasibility of the tandem solar cells consisting of the halide perovskite and the kesterite Cu2ZnSn(S,Se)4(CZTSSe),they have rarely been demonstrated due to the difficulty in implementing solution-processed perovskite top cell on the rough surface of the bottom cells.Here,we firstly demonstrate an efficient monolithic two-terminal perovskite/CZTSSe tandem solar cell by significantly reducing the surface roughness of the electrochemically deposited CZTSSe bottom cell.The surface roughness(R_(rms))of the CZTSSe thin film could be reduced from 424 to 86 nm by using the potentiostatic mode rather than using the conventional galvanostatic mode,which can be further reduced to 22 nm after the subsequent ion-milling process.The perovskite top cell with a bandgap of 1.65 eV could be prepared using a solution process on the flattened CZTSSe bottom cell,resulting in the efficient perovskite/CZTSSe tandem solar cells.After the current matching between two subcells involving the thickness control of the perovskite layer,the best performing tandem device exhibited a high conversion efficiency of 17.5%without the hysteresis effect. 展开更多
关键词 cztsse monolithic tandem solar cells PEROVSKITE solution process surface roughness control
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High efficiency CZTSSe solar cells enabled by dual Ag-passivation approach via aqueous solution process 被引量:1
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作者 Temujin Enkhbat Enkhjargal Enkhbayar +4 位作者 Namuundari Otgontamir Md Hamim Sharif Md Salahuddin Mina Seong Yeon Kim JunHo Kim 《Journal of Energy Chemistry》 SCIE EI CAS CSCD 2023年第2期239-246,I0007,共9页
Ag substitution in Cu_(2)ZnSn(S,Se)_(4)(CZTSSe)is a promising way to mitigate Cu/Zn related defects,electrostatic fluctuations and Shockley-Read-Hall(SRH)recombination centers.However,high performance ACZTSSe solar ce... Ag substitution in Cu_(2)ZnSn(S,Se)_(4)(CZTSSe)is a promising way to mitigate Cu/Zn related defects,electrostatic fluctuations and Shockley-Read-Hall(SRH)recombination centers.However,high performance ACZTSSe solar cells are generally demonstrated with more Ag amounts and strenuous fabrication processes,which are not ideal when using cheap constituent materials CZTSSe.To reduce the Ag amount(2%-3%),local Ag substitutions into CZTSSe at front(F),back(B)and dual front/back(FB)were proposed.Experimental results revealed that F-passivation effectively reduced the Cu/Zn related defects and further limits the interface/bulk recombination whereas B-passivation improved the grain growth at the back interface and further allows enhanced transport of charge carriers.By employing the dual Agpassivation approach,the final ACZTSSe device parameters were significantly improved and remarkable power conversion efficiency(PCE)of 12.43%was achieved with eco-friendly aqueous solution process. 展开更多
关键词 Ag-doped cztsse Dual surface passivation Defect passivation Aqueous spray deposition
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CZTSSe太阳电池载流子输运调控
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作者 陈云 《湖北农机化》 2020年第20期156-157,共2页
本文选取钼作为柔性衬底,先后采用溶液法与硒化处理方式制备CZTSSe薄膜,并分别利用EDS、XRD、拉曼等测试方法针对CZTSSe薄膜的结晶性、形貌进行分析,最终组装成柔性CZTSSe太阳电池,其电池效率最高可达3.83%。
关键词 cztsse材料 太阳电池 载流子输运
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铜锌锡硫硒(CZTSSe)薄膜的制备工艺及性能表征 被引量:1
5
作者 王靖宇 朱成军 +1 位作者 邱继芳 刘倩 《材料科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第4期527-531,共5页
本文以油胺为溶剂,采用液相法制备了Cu2ZnSnS4(CZTS)纳米颗粒,通过CZTS纳米浆滴涂法制备了CZTS薄膜,而后经固态硒源硒化工艺得到了CZTSSe薄膜,研究了制备工艺条件反应温度、气压、物质配比及退火温度等对样品的晶体结构及成分的影响。采... 本文以油胺为溶剂,采用液相法制备了Cu2ZnSnS4(CZTS)纳米颗粒,通过CZTS纳米浆滴涂法制备了CZTS薄膜,而后经固态硒源硒化工艺得到了CZTSSe薄膜,研究了制备工艺条件反应温度、气压、物质配比及退火温度等对样品的晶体结构及成分的影响。采用X射线衍射仪(XRD)、热重-差示扫描量热法(TG-DSC)、能谱分析(EDAX)对制备的CZTS粉末和CZTSSe薄膜样品进行了表征,结果表明在化学计量比和保压的条件下可得到单相性较好的前驱体粉末,由此得到的CZTSSe薄膜在500℃的硒化退火温度下能够形成具有单一锌黄锡矿结构、结晶程度较好的薄膜;由EDAX的成分分析结果可知,薄膜具有贫铜的成分,而且,随着温度的升高,Se元素含量增加最后趋于平稳,而S元素含量先减少后有增加趋势。 展开更多
关键词 太阳电池 铜锌锡硫硒(cztsse)薄膜 滴涂法成膜
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铜锌锡硫硒太阳能电池Mo/CZTSSe界面调控研究进展 被引量:1
6
作者 崔宇博 赵超亮 +4 位作者 张志 张梦云 徐艳苹 范丽波 郑直 《化学研究》 CAS 2022年第2期95-102,共8页
Cu_(2)ZnSn(S_(x),Se_(1-x))_(4)太阳能电池制备过程中Mo基底硒(硫)化反应产生较厚的Mo(S_(x),Se_(1-x))_(2),以及SnS(e)与ZnS(e)的生成与挥发在Mo/CZTSSe界面处产生的孔洞,是限制器件性能提升的重要原因。针对这些问题,总结了Mo(S_(x),... Cu_(2)ZnSn(S_(x),Se_(1-x))_(4)太阳能电池制备过程中Mo基底硒(硫)化反应产生较厚的Mo(S_(x),Se_(1-x))_(2),以及SnS(e)与ZnS(e)的生成与挥发在Mo/CZTSSe界面处产生的孔洞,是限制器件性能提升的重要原因。针对这些问题,总结了Mo(S_(x),Se_(1-x))_(2)和孔洞的生成原因及其对器件性能的影响。此外,还综述了金属氮化物、金属氧化物、金属硫化物等材料作为Mo/CZTSSe界面中间层在抑制Mo(S_(x),Se_(1-x))_(2)和孔洞产生中的作用。最后,展望了该领域未来的研究方向。 展开更多
关键词 铜锌锡硫硒 Mo/cztsse 界面调控 太阳能电池
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Highly efficient solution-processed CZTSSe solar cells based on a convenient sodium-incorporated post-treatment method 被引量:9
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作者 Biwen Duan Linbao Guo +7 位作者 Qing Yu Jiangjian Shi Huijue Wu Yanhong Luo Dongmei Li Sixin Wu Zhi Zheng Qingbo Meng 《Journal of Energy Chemistry》 SCIE EI CAS CSCD 2020年第1期196-203,I0007,共9页
In CZTSSe solar cells,a simple sodium-incorporation post-treatment method toward solution-processed Cu2Zn Sn S4precursor films is presented in this work.An ultrathin NaCl film is deposited on Cu2Zn Sn S4precursor film... In CZTSSe solar cells,a simple sodium-incorporation post-treatment method toward solution-processed Cu2Zn Sn S4precursor films is presented in this work.An ultrathin NaCl film is deposited on Cu2Zn Sn S4precursor films by spin-coating NaCl solution.In subsequent selenization process,the introduction of Na Cl is found to be benefacial for the formation of Cu2-xSe,which can further facilitate the element transportation,leading to dense and smooth CZTSSe films with large grains and less impurity Cu2Sn(S,Se)3phase.SIMS depth profiles confirm the gradient distribution of the sodium element in Na-doped absorbers.Photoluminescence spectra show that the introduction of appropriate sodium into the absorber can inhibit the band tail states.As high as 11.18% of power conversion efficiency(PCE)is achieved for the device treated with 5 mg mL^-1 NaCl solution,and an average efficiency of Na-doped devices is 10.71%,13%higher than that of the control groups(9.45%).Besides,the depletion width and the charge recombination lifetime can also have regular variation with sodium treatment.This work offers an easy modification method for high-quality Na-doped CZTSSe films and high-performance devices,in the meantime,it can also help to further understand the effects of sodium in CZTSSe solar cells. 展开更多
关键词 Thin film solar cell cztsse Sodium doping POST-TREATMENT Spin-coating method
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MoO_(3)背界面修饰对柔性CZTSSe太阳能电池性能的影响
8
作者 杨志远 张彩霞 +1 位作者 程树英 邓辉 《福州大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2022年第2期175-180,共6页
针对高温硒化过程中铜锌锡硫硒(CZTSSe)太阳能电池背界面不稳定问题,提出在柔性Mo衬底上蒸镀MoO_(3)薄层,阻隔CZTSSe吸收层与Mo的直接接触,抑制背界面处CZTSSe吸收层与Mo发生分解反应.材料表征及性能测试表明,MoO_(3)修饰能促进背界面处... 针对高温硒化过程中铜锌锡硫硒(CZTSSe)太阳能电池背界面不稳定问题,提出在柔性Mo衬底上蒸镀MoO_(3)薄层,阻隔CZTSSe吸收层与Mo的直接接触,抑制背界面处CZTSSe吸收层与Mo发生分解反应.材料表征及性能测试表明,MoO_(3)修饰能促进背界面处CZTSSe吸收层的生长,提高CZTSSe吸收层的结晶质量,实现了CZTSSe吸收层由双层结构向“三明治”结构的转变.实验证明,加入10 nm的MoO_(3)薄层,开路电压与短路电流有大幅提升,能得到最佳的器件效率,效率从6.62%提升到7.41%. 展开更多
关键词 cztsse MoO_(3) 背接触界面 柔性薄膜太阳能电池
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CZTSSe/CdS界面载流子复合及其抑制研究进展
9
作者 崔宇博 赵超亮 +4 位作者 张志 张梦云 徐艳萍 范丽波 郑直 《许昌学院学报》 CAS 2022年第2期59-63,共5页
铜锌锡硫硒/硫化镉(CZTSSe/CdS)界面处载流子的复合是限制铜锌锡硫硒太阳能电池光电转换效率进一步提升的重要原因之一.针对这一问题,首先介绍了CZTSSe/CdS界面的能带结构和元素互扩散对载流子传输的影响,然后对Zn(O,S)、ZnSnO、ZnMgO... 铜锌锡硫硒/硫化镉(CZTSSe/CdS)界面处载流子的复合是限制铜锌锡硫硒太阳能电池光电转换效率进一步提升的重要原因之一.针对这一问题,首先介绍了CZTSSe/CdS界面的能带结构和元素互扩散对载流子传输的影响,然后对Zn(O,S)、ZnSnO、ZnMgO三种无Cd缓冲层材料以及Al_(2)O_(3)、二维Ti_(3)C_(2)T_(x)两种界面钝化层材料在CZTSSe/CdS界面优化方面的研究进展进行综述.最后,对该领域未来的发展进行展望. 展开更多
关键词 铜锌锡硫硒 cztsse/CdS 载流子复合 太阳能电池
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不同扩散阻挡层对柔性钛衬底CZTSSe薄膜与电池性能的影响 被引量:2
10
作者 商慧荣 沈鸿烈 +2 位作者 孙孪鸿 李金泽 李玉芳 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第6期242-246,共5页
研究不同扩散阻挡层对柔性钛衬底CZTSSe薄膜和电池性能的影响。X射线衍射(XRD)和拉曼光谱结果表明适当扩散阻挡层的引入可提高CZTSSe薄膜(112)择优取向和结晶性,还可抑制TiSe杂相的生成。CZTSSe结晶性的提高得益于扩散阻挡层表面较小的... 研究不同扩散阻挡层对柔性钛衬底CZTSSe薄膜和电池性能的影响。X射线衍射(XRD)和拉曼光谱结果表明适当扩散阻挡层的引入可提高CZTSSe薄膜(112)择优取向和结晶性,还可抑制TiSe杂相的生成。CZTSSe结晶性的提高得益于扩散阻挡层表面较小的粗糙度。Cr、ZnO和TiN这3种不同阻挡层中,TiN层对TiSe杂相的抑制作用最强,用它作为扩散阻挡层制备的柔性CZTSSe薄膜结晶性最好,(112)晶面择优取向最强,电池性能最佳且转换效率相对无阻挡层电池提高了67%。 展开更多
关键词 薄膜太阳电池 结晶 表面粗糙度 cztsse薄膜 扩散阻挡层
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Enhancing carrier transport in flexible CZTSSe solar cells via doping Li strategy 被引量:2
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作者 Qiong Yan Quanzhen Sun +5 位作者 Hui Deng Weihao Xie Caixia Zhang Jionghua Wu Qiao Zheng Shuying Cheng 《Journal of Energy Chemistry》 SCIE EI CAS CSCD 2022年第12期8-15,I0001,共9页
The passivation of non-radiative states and inhibition of band tailings are desirable for improving the open-circuit voltage(V_(oc))of CZTSSe thin-film solar cells.Recently,alkali metal doping has been investigated to... The passivation of non-radiative states and inhibition of band tailings are desirable for improving the open-circuit voltage(V_(oc))of CZTSSe thin-film solar cells.Recently,alkali metal doping has been investigated to passivate defects in CZTSSe films.Herein,we investigate Li doping effects by applying Li OH into CZTSSe precursor solutions,and verify that carrier transport is enhanced in the CZTSSe solar cells.Systematic characterizations demonstrate that Li doping can effectively passivate non-radiative recombination centers and reduce band tailings of the CZTSSe films,leading to the decrease in total defect density and the increase in separation distance between donor and acceptor.Fewer free carriers are trapped in the band tail states,which speeds up carrier transport and reduces the probability of deep-level defects capturing carriers.The charge recombination lifetime is about twice as long as that of the undoped CZTSSe device,implying the heterojunction interface recombination is also inhibited.Besides,Li doping can increase carrier concentration and enhance build-in voltage,leading to a better carrier collection.By adjusting the Li/(Li+Cu)ratio to 18%,the solar cell efficiency is increased significantly to 9.68%with the fill factor(FF)of 65.94%,which is the highest FF reported so far for the flexible CZTSSe solar cells.The increased efficiency is mainly attributed to the reduction of V_(oc)deficit and the improved CZTSSe/Cd S junction quality.These results open up a simple route to passivate non-radiative states and reduce the band tailings of the CZTSSe films and improve the efficiency of the flexible CZTSSe solar cells. 展开更多
关键词 cztsse Flexible solar cell Li doping V_(oc)deficit Band tailings Non-radiative states
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Al_(2)O_(3)扩散阻挡层对柔性CZTSSe薄膜及其太阳电池的性能影响 被引量:2
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作者 陈文静 孙孪鸿 +4 位作者 王威 赵毅杰 袁文栋 沈哲苇 毛梦洁 《半导体技术》 CAS 北大核心 2022年第6期437-442,447,共7页
柔性Cu_(2)ZnSn(S,Se)_(4)(CZTSSe)薄膜太阳电池因具有轻便、灵活、可弯折等优点,可广泛应用于柔性电子器件和便捷式可穿戴设备。但柔性CZTSSe薄膜中的应力问题严重限制了其效率的提升。采用磁控溅射法在柔性Ti衬底和Mo背电极层之间溅射... 柔性Cu_(2)ZnSn(S,Se)_(4)(CZTSSe)薄膜太阳电池因具有轻便、灵活、可弯折等优点,可广泛应用于柔性电子器件和便捷式可穿戴设备。但柔性CZTSSe薄膜中的应力问题严重限制了其效率的提升。采用磁控溅射法在柔性Ti衬底和Mo背电极层之间溅射Al_(2)O_(3)扩散阻挡层来减小柔性CZTSSe薄膜中的残余应力。系统研究了Al_(2)O_(3)扩散阻挡层厚度对CZTSSe薄膜物相结构、微观形貌、残余应力以及器件性能的影响。结果表明,Al_(2)O_(3)扩散阻挡层的引入可有效提高CZTSSe薄膜的结晶质量,减小残余应力,降低缺陷密度,从而抑制载流子的复合。当Al_(2)O_(3)扩散阻挡层厚度为40 nm时,CZTSSe薄膜表现出最佳的结构、形貌和光电特性,相比没有引入Al_(2)O_(3)扩散阻挡层,CZTSSe薄膜的残余应力由-3.99 GPa减小至-2.06 GPa,其太阳电池光电转换效率由2.61%提升至4.21%。 展开更多
关键词 柔性太阳电池 Al_(2)O_(3)扩散阻挡层 Cu_(2)ZnSn(S Se)_(4)(cztsse) 应力 光电转换效率
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无镉ZnO缓冲层的柔性CZTSSe太阳电池
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作者 唐建龙 谢暐昊 +1 位作者 邓辉 程树英 《福州大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2022年第4期483-489,共7页
针对铜锌锡硫硒(CZTSSe)薄膜太阳电池中CdS缓冲层带隙较小造成光损耗和Cd元素的毒性问题,提出无镉环保型CZTSSe太阳电池,分别采用溅射法和旋涂法来制备ZnO薄膜以替代CdS缓冲层.薄膜形貌表征及器件性能测试表明,相比旋涂法,溅射法制备的... 针对铜锌锡硫硒(CZTSSe)薄膜太阳电池中CdS缓冲层带隙较小造成光损耗和Cd元素的毒性问题,提出无镉环保型CZTSSe太阳电池,分别采用溅射法和旋涂法来制备ZnO薄膜以替代CdS缓冲层.薄膜形貌表征及器件性能测试表明,相比旋涂法,溅射法制备的ZnO的薄膜质量及其CZTSSe器件性能明显更好,器件的光电转换效率(PCE)从1.0%提升到4.5%.同时,相比于CdS(E_(g)=2.4 eV),ZnO具有更大的带隙(E_(g)=3.3 eV),去除CdS膜层后,薄膜和器件在蓝光区具有更高的透光率和更好的光吸收.该设计为制备柔性CZTSSe太阳电池提供了一种新策略. 展开更多
关键词 柔性cztsse薄膜太阳电池 ZnO缓冲层 溅射法 旋涂法 无镉缓冲层
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溶液法制备Zn_(1-x)Sn_(x)O缓冲层的CZTSSe太阳电池性能优化
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作者 林蓓蓓 孙全震 +1 位作者 邓辉 程树英 《福州大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2022年第4期490-496,共7页
为了获得环保型太阳电池,利用低成本且安全的溶液法制备Zn_(1-x)Sn_(x)O(ZTO),替代CdS缓冲层以获得无镉柔性Cu_(2)ZnSn(S,Se)_(4)(CZTSSe)太阳电池.通过优化ZTO层厚度以调控电场和耗尽区,当ZTO层厚度为100 nm时,器件的内建电势可提升至0... 为了获得环保型太阳电池,利用低成本且安全的溶液法制备Zn_(1-x)Sn_(x)O(ZTO),替代CdS缓冲层以获得无镉柔性Cu_(2)ZnSn(S,Se)_(4)(CZTSSe)太阳电池.通过优化ZTO层厚度以调控电场和耗尽区,当ZTO层厚度为100 nm时,器件的内建电势可提升至0.35 V,耗尽区宽度增加至0.23μm,能更有效地收集载流子.优化后的器件具有更好的理想因子A(1.60)和更短的电荷转移寿命(26μs),这表明异质结质量得到提高且界面复合被有效抑制.最佳器件的光电转换效率(PCE)为3.0%,填充因子获得了22.7%的显著提升. 展开更多
关键词 柔性cztsse薄膜太阳电池 Zn_(1-x)Sn_(x)O缓冲层 溶液法 无镉缓冲层
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CZTSSe薄膜与Mo背电极接触特性的数值分析
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作者 庄楚楠 许佳雄 林俊辉 《广东工业大学学报》 CAS 2020年第3期106-113,共8页
为分析CZTSSe薄膜太阳能电池的背电极接触特性,采用AFORS-HET(Automat for Simulation of HETerostructures)v2.5软件对CZTSSe/Mo(S,Se)2/Mo结构进行数值分析,研究CZTSSe的带隙和电子亲和能、Mo(S,Se)2界面层的厚度以及带隙对CZTSSe与M... 为分析CZTSSe薄膜太阳能电池的背电极接触特性,采用AFORS-HET(Automat for Simulation of HETerostructures)v2.5软件对CZTSSe/Mo(S,Se)2/Mo结构进行数值分析,研究CZTSSe的带隙和电子亲和能、Mo(S,Se)2界面层的厚度以及带隙对CZTSSe与Mo电极的电学接触特性的影响。结果表明CZTSSe的带隙和电子亲和能的增大,使得CZTSSe/Mo(S,Se)2/Mo的欧姆接触减弱并向整流接触转变;对于带隙较窄的CZTSSe,加入界面层使CZTSSe/Mo(S,Se)2/Mo形成的欧姆接触转变为整流接触,随着界面层厚度的增大,整流接触逐渐减弱;对于带隙较宽的CZTSSe,加入2 nm的界面层使得CZTSSe/Mo(S,Se)2/Mo形成的整流接触增强,但随着界面层厚度的继续增大,整流接触减弱。当CZTSSe的带隙和电子亲和能较小时,CZTSSe/Mo(S,Se)2/Mo形成欧姆接触,控制界面层厚度为100 nm左右可以得到最优的电学接触特性。 展开更多
关键词 cztsse Mo(S Se)2界面层 背电极接触 I-V特性 AFORS-HET软件
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柔性CZTSSe太阳电池的制备及性能研究
16
作者 严琼 李弘楠 林晓园 《福建江夏学院学报》 2019年第3期110-118,共9页
采用溶液法及后硒化处理的方式在柔性钼衬底上制备铜锌锡硫硒薄膜,并通过XRD、EDS、Raman和SEM分析薄膜的结晶性、物相和形貌。研究金属成分含量对CZTSSe薄膜形貌的影响,最终在柔性衬底上制备出成分均匀可控、无二元或三元杂相、结晶致... 采用溶液法及后硒化处理的方式在柔性钼衬底上制备铜锌锡硫硒薄膜,并通过XRD、EDS、Raman和SEM分析薄膜的结晶性、物相和形貌。研究金属成分含量对CZTSSe薄膜形貌的影响,最终在柔性衬底上制备出成分均匀可控、无二元或三元杂相、结晶致密连续的CZTSSe薄膜,并以此为基础制备结构为Mo/CZTSSe/CdS/i-ZnO/ITO/Ag的柔性太阳电池,得到的电池最高效率为3.83%。 展开更多
关键词 柔性薄膜太阳电池 铜锌锡硫硒 背接触 载流子输运
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CZTSSe薄膜的直接溶液涂膜制备方法研究进展 被引量:2
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作者 李嘉辉 姚若河 +1 位作者 熊超 刘玉荣 《功能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第6期37-42,共6页
直接溶液涂膜法制备铜锌锡硫硒(CZTSSe)薄膜具有元素配比易于控制、高材料利用率以及易于大面积制备等潜在优点,是一种极具应用前景的非真空制备方法。综述了铜锌锡硫硒薄膜直接溶液涂膜法的特点,从形貌、杂质残留以及物相等方面回顾了... 直接溶液涂膜法制备铜锌锡硫硒(CZTSSe)薄膜具有元素配比易于控制、高材料利用率以及易于大面积制备等潜在优点,是一种极具应用前景的非真空制备方法。综述了铜锌锡硫硒薄膜直接溶液涂膜法的特点,从形貌、杂质残留以及物相等方面回顾了近年来浆料法、溶胶-凝胶法、有机溶液法以及联氨溶液法的薄膜制备现状,分析了不同溶液体系的各自反应机制,讨论了溶液体系对薄膜制备的影响。对于浆料法,由于是通过纳米颗粒原料高温烧结制备薄膜,存在着致密性和晶粒尺寸难以改善以及杂相难以抑制等问题;溶胶-凝胶法和有机溶液法所使用的有机物会妨碍物相转化并导致杂质残留。 展开更多
关键词 铜锌锡硫硒 直接溶液涂膜 制备 反应机制
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硒化温度对共溅射法制备的CZTSSe薄膜与电池性能的影响 被引量:2
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作者 孙孪鸿 沈鸿烈 +2 位作者 黄护林 李玉芳 商慧荣 《发光学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第1期82-88,共7页
采用共溅射法结合后硒化成功制备出CZTSSe薄膜,主要研究了不同的硒化温度对CZTSSe薄膜与电池性能的影响。分别采用X射线衍射仪、拉曼光谱仪、扫描电子显微镜、紫外-可见-近红外分光光度计、霍尔效应测量仪及数字电源表对不同硒化温度下... 采用共溅射法结合后硒化成功制备出CZTSSe薄膜,主要研究了不同的硒化温度对CZTSSe薄膜与电池性能的影响。分别采用X射线衍射仪、拉曼光谱仪、扫描电子显微镜、紫外-可见-近红外分光光度计、霍尔效应测量仪及数字电源表对不同硒化温度下制备的CZTSSe薄膜的结构、形貌、光电与太阳电池性能进行了表征与分析。结果表明,当硒化温度为580℃时,CZTSSe薄膜的结晶性最好,薄膜表面均匀致密且其电阻率和载流子浓度达到最小值和最大值,分别为1.57Ω·cm和8.2×10^(17)cm^(-3),该硒化温度下制备得到的CZTSSe太阳电池的短路电流和转换效率最高达到30.68 m A/cm^2和5.17%。相对于550℃和600℃硒化温度下的CZTSSe太阳电池,其光电转换效率分别提高了36%和6%。另外,随着硒化温度的升高,CZTSSe薄膜在XRD中的(112)峰位和Raman中的A1模式振动峰位都向小衍射角和短波数方向移动,薄膜的禁带宽度也从1.26 e V减小至1.21 e V。 展开更多
关键词 铜锌硒硫硒 共溅射 硒化温度 电池性能
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柔性CZTSSe薄膜太阳电池的制备及扩散阻挡层对其性能影响的研究
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作者 刘仪柯 罗勋 +2 位作者 蒋良兴 刘芳洋 秦勤 《广西民族大学学报(自然科学版)》 CAS 2017年第4期69-73,共5页
在不锈钢衬底上,采用溶胶-凝胶后硒化退火工艺制备CZTSSe薄膜并构建成太阳电池器件.采用扫描电镜、X射线能量色谱仪和太阳电池测试系统对薄膜和柔性电池器件进行表征.研究结果表明:通过对比,430钢上制备的CZTSSe吸收层最符合制备高性能... 在不锈钢衬底上,采用溶胶-凝胶后硒化退火工艺制备CZTSSe薄膜并构建成太阳电池器件.采用扫描电镜、X射线能量色谱仪和太阳电池测试系统对薄膜和柔性电池器件进行表征.研究结果表明:通过对比,430钢上制备的CZTSSe吸收层最符合制备高性能器件的要求;研究了不同扩散阻挡层对器件性能的影响,其中Ti阻挡层不仅可以促进CZTSSe晶粒长大,还可以显著提高电池的短路电流和填充因子,对电池的转换效率有大幅的提升,并最终获得了转化效率为1.19%的柔性CZTSSe薄膜太阳电池. 展开更多
关键词 铜锌锡硫硒 柔性薄膜太阳电池 阻挡层
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基于水添加剂策略调控前驱体溶液化学制备效率超过12%的CZTSSe太阳电池
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作者 赵祥云 潘逸宁 +3 位作者 刘丝靓 蒋良兴 赖延清 刘芳洋 《Science China Materials》 SCIE EI CAS CSCD 2023年第3期895-902,共8页
高质量的吸收层对制备高效率Cu2ZnSn(S,Se)4(CZTSSe)薄膜太阳电池来说至关重要.与薄膜成核和晶体生长过程相关的前驱体溶液化学值得深入研究,从而有助于提出创造性的原理和策略来提高吸收层的质量和载流子传输特性,进而提升器件性能.然... 高质量的吸收层对制备高效率Cu2ZnSn(S,Se)4(CZTSSe)薄膜太阳电池来说至关重要.与薄膜成核和晶体生长过程相关的前驱体溶液化学值得深入研究,从而有助于提出创造性的原理和策略来提高吸收层的质量和载流子传输特性,进而提升器件性能.然而,前驱体溶液化学的相关研究在CZTSSe太阳电池领域仍处于起步阶段.本工作报道了一种简便的环保添加剂策略来调控基于乙二醇甲醚体系的前驱体溶液化学.加入水添加剂可通过调整前驱体溶液内的溶胶粒径和配位行为来改善前驱体溶液的均一性和热重特性.成功对前驱体溶液化学进行调控后,得到了高质量的CZTSSe吸收层.在此基础上,得益于载流子动力学的增强,最终获得了认证效率达到12.07%的CZTSSe器件.本研究为通过环保添加剂调控前驱体溶液化学从而制备高效率锌黄锡矿CZTSSe薄膜太阳电池开辟了道路. 展开更多
关键词 薄膜太阳电池 吸收层 晶体生长过程 载流子动力学 载流子传输 乙二醇甲醚 均一性 锌黄锡矿
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