少量锗的加入对铜锌锡硒薄膜及其器件性能的影响

摘要：

本文采用溶液法制备铜锌锡硒(Cu2 ZnSnSe4,CZTSe)薄膜.通过在溶液中加入少量的锗(Ge),探究Ge的引入对CZTSe薄膜及其器件性能的影响.为了对比分析,分别制备了不含Ge的CZTSe和含少量Ge的铜锌锡锗硒[Cu2Zn(Sn,Ge)Se4,CZTGSe]两组薄膜及其薄膜太阳电池.分别利用X射线衍射仪(XRD)、拉曼(Raman)光谱、扫描电子显微镜(SEM)、霍尔(Hall)测试、电流-电压(J-V)曲线和外量子效率(EQE)测试等手段对吸收层薄膜的晶体结构、相的纯度、表面形貌、载流子浓度,以及完整器件的电学性能进行表征和分析.结果表明,在CZTSe薄膜中引入少量Ge可以与Se形成液体流动剂,提升吸收层薄膜结晶度,改善晶体质量,减少晶界数量,降低光生载流子在晶界处的复合,提高载流子寿命.此外,Ge对Sn的部分取代可以降低与Sn有关的缺陷态密度,增加带隙,提高开路电压,同时改善串联电阻和并联电阻,提高填充因子.最终获得了开路电压为513.2 mV、短路电流为27.47 mA/cm2、填充因子为62.68％、光电转换效率为8.83％的CZTGSe薄膜太阳电池.

关键词：铜锌锡硒薄膜、薄膜太阳电池、Ge、溶液法、硒化处理、光电转换效率

所属期刊栏目：52

分类号：TM914.4+2

资助基金：国家自然科学基金;国家自然科学基金

在线出版日期：2023-04-18（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：460-466