用SCAPS构建了铜锑硫薄膜太阳电池模型, 计算了器件的性能。分别研究了吸收层厚度、载流子浓度、缺陷密度和背电极功函数对器件性能的影响。结果表明, 过薄的吸收层对绿光和红光吸收不充分, 1.5~3 μm厚的吸收层能满足光谱吸收要求。当受主浓度为2×1018 cm-3时, 器件光电转换效率最高。缺陷密度大于10-14 cm-3时, 器件的光电转换效率急剧降低。贫铜富硫气氛制备铜锑硫可以提高受主浓度, 减小开路电压亏损, 也可以抑制硫空位缺陷形成, 从而提高器件的光电转换效率。功函数较高的材料能降低背电极势垒, 减少载流子在背电极复合。材料参数优化后, 器件的光电转换效率最高为21.74%。

三元金属硫化物CuSbS2是一种所含元素地储丰富且环境友好的太阳能电池光吸收层材料，并且具有较高的光吸收系数、合适的带隙以及较低的熔点等特性，有望应用在建筑集成、公共基础建设以及便携电子产品等方面。本文首先综述了近些年各团队在CuSbS2薄膜上的不同制备方法，总结了Cu含量和热处理等对薄膜质量的影响，然后介绍了在太阳能电池方面的最新研究进展，比如电池器件的设计和转换效率的提升等，最后对CuSbS2薄膜太阳能电池的发展趋势作出展望。