深圳大学/中国科学院EES:空间电荷区缺陷补偿使无镉锡石太阳能电池达到13.9%!

无镉Zn_xSn_1-xO（ZTO）缓冲层是Cu₂ZnSn（S，Se）₄（CZTSSe）薄膜太阳能电池中CdS的有效替代品，特别是其具有消除镉相关毒性和在短波长下减少寄生吸收的优点。然而，基于ZTO的CZTSSe器件性能落后于CdS基器件，这主要是由于CZTSSe/ZTO异质结处的高密度有害缺陷和非理想能带排列。为此，深圳大学陈烁、梁广兴、中国科学院石将建开发了一种结热处理工艺，在热激活后，选择性地驱动Zn阳离子沿着化学势梯度从ZTO缓冲液扩散到CZTSSe吸收剂中。

本文要点：

1)这种扩散驱动的Zn掺入补偿了CuZn和VCu中的缺陷，特别是在空间电荷区。阳离子扩散也有助于导带偏移、延长少数载流子寿命和延长载流子扩散长度。

2)该策略可以优化载体动力学，同时提高载体分离、提取和运输效率。因此，相应的器件实现了14.39%的效率（认证为13.90%）和12.24%的大面积（1.03 cm²）效率。

参考文献：

Yonggang Z0.1039/D6EE00550K

https://doi.org/10.1039/D6EE00550K