硒具有吸收系数高、稳定性强、绿色环保、成本低廉等优势,是一种应用前景广阔的宽带隙光伏吸收层材料。然而,传统热退火工艺制备硒薄膜时,薄膜易发生去润湿现象,迫使退火时间缩短,导致薄膜结晶质量低、晶粒尺寸小(~500nm),且非辐射复合损失严重,限制了器件开路电压与效率的进一步提升。因此,实现致密、连续、大晶粒硒薄膜的可控制备,对提升硒太阳能电池的效率具有重要意义。
近日,中国科学院化学研究所科研团队针对硒薄膜热退火过程易发生去润湿的关键难题,提出了“光照辅助退火”策略。
团队利用硒在室温下的光致结晶特性,在不引发去润湿的前提下,使非晶硒薄膜转化为晶态,并通过热退火提升其结晶质量。该策略的核心在于,室温光致结晶阶段通过光激发绕过热力学能垒,实现了无去润湿的晶化过程。高温退火促进晶粒进一步长大,进而形成致密、连续、无孔洞的大晶粒薄膜。该协同工艺有效抑制了非辐射复合中心与漏电路径,将缺陷态密度降低至6.9×1014cm-3,载流子寿命延长至22.9ns。第三方认证结果显示,该硒太阳能电池的光电转换效率达10.3%,开路电压达1.03V。此外,在环境条件下对未封装器件进行1000小时最大功率点追踪测试,其性能保持稳定,未观察到明显衰减。
该研究深化了学界对硒薄膜结晶动力学与非辐射复合调控机制的理解,为高性能无机薄膜光伏材料的制备提供了新思路。
相关研究成果发表在《自然-能源》(Nature Energy)上。研究工作得到国家自然科学基金委员会、科学技术部和中国科学院的支持。
(a) 光照辅助退火策略示意图;(b) 基于对照组和光照辅助退火器件的空间电荷限制电流测试曲线;(c) 基于对照组和光照辅助退火硒薄膜的时间分辨瞬态荧光光谱;(d) 硒太阳能电池的认证电流—电压测试曲线。
11月8日,记者从南方科技大学获悉,该校地球与空间科学系副教授胡佳顺研究团队与南洋理工大学助理教授卢卡·达尔&mid 复旦大学基础医学院、脑科学研究院、脑功能与脑疾病全国重点实验室教授刘星、马兰合作,发现小鼠脑内基底外侧杏仁核(BLA)神 家庭是孩子的第一个课堂,家长是孩子的第一任教师。家长的言传身教,对孩子人格形成、习惯养成、价值观确立等各方面有着持久而深刻的影响。新近出台的《学前教育法》是明晰了学前教育阶段家长的 中国教育报-中国教育新闻网北京11月1日讯(记者 欧媚)记者今天从全国人大常委会法制工作委员会发言人记者会上获悉,十四届全国人大常委会第十二次会议将于11月4日至8日在北京举行,将对学前教育法 中国教育报-中国教育新闻网讯(记者 方梦宇 通讯员 徐小波)“‘看似寻常最奇崛,成如容易却艰辛’。作为新时代的高中生,要把个人命运与国家命运结合起来,发奋图强,以沈浩同志为榜样,让青春在推进中华 中国教育报-中国教育新闻网讯(记者 任朝霞)11月11日,以“AI for Science双螺旋引擎驱动科研新范式”为主题的2024科学智能创新论坛在复旦大学枫林校区举行。论坛上,上海科学智能研究院(简称“上智 。本文链接:硒太阳能电池研究取得进展http://www.sushuapos.com/show-12-4178-0.html
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