Author Affiliations
Abstract
1 School of Physics, Dalian University of Technology, Dalian 116024, China
2 Mechanical and Electrical Engineering College, Hainan University, Haikou 570228, China
Antimony selenide (Sb2Se3) is an emerging solar cell material. Here, we demonstrate that an organic small molecule of 4, 4', 4''-tris(carbazol-9-yl)-triphenylamine (TCTA) can efficiently passivate the anode interface of the Sb2Se3 solar cell. We fabricated the device by the vacuum thermal evaporation, and took ITO/TCTA (3.0 nm)/Sb2Se3 (50 nm)/C60 (5.0 nm)/Alq3 (3.0 nm)/Al as the device architecture, where Alq3 is the tris(8-hydroxyquinolinato) aluminum. By introducing a TCTA layer, the open-circuit voltage is raised from 0.36 to 0.42 V, and the power conversion efficiency is significantly improved from 3.2% to 4.3%. The TCTA layer not only inhibits the chemical reaction between the ITO and Sb2Se3 during the annealing process but it also blocks the electron diffusion from Sb2Se3 to ITO anode. The enhanced performance is mainly attributed to the suppression of the charge recombination at the anode interface.
Sb2Se3 thin-film solar cell passivation Journal of Semiconductors
2023, 44(8): 082701
1 常州大学材料科学与工程学院, 常州 213000
2 常州大学微电子与控制工程学院, 常州 213000
3 扬州大学, 扬州 225000
本文使用气相输运沉积的方式制备了硒化锑(Sb2Se3)薄膜太阳电池, 并采用氯化铯(CsCl2)溶液对器件上界面进行处理, 同时对薄膜和器件进行了一系列表征。研究发现, CsCl2溶液的背接触处理不仅可以提高器件的载流子收集以及降低上界面复合, 还可以优化薄膜的结晶性、表面粗糙度和光电性能。基于FTO/CdS/Sb2Se3/CsCl2/Au的器件结构, 得到了转换效率为6.32%的高效Sb2Se3薄膜太阳电池, 比基础器件效率提升了12%。本文的工作对Sb2Se3薄膜太阳电池未来的研究有一定的指导作用, 其他同类型半导体光伏器件也可借鉴。
硒化锑 氯化铯 背接触处理 薄膜太阳电池 气相输运沉积技术 薄膜光电性能 Sb2Se3 CsCl2 back contact treatment thin film solar cell vapor transport deposition thin film photoelectric performance
1 内蒙古师范大学物理与电子信息学院, 呼和浩特 010022
2 内蒙古自治区功能材料物理与化学重点实验室, 呼和浩特 010022
硒化锑(Sb2Se3)具有较高丰度及良好的光电特性, 是当前热门太阳电池材料之一。目前, 在Sb2Se3的多种制备方法中, 气相转移沉积法(VTD)因工艺简单且可大面积制备而备受关注。采用VTD法制备Sb2Se3薄膜的影响因素有多种, 如腔体气压、反应温度、蒸发源与衬底的位置以及生长角度等。本文利用VTD法以不同的生长角度(30°、45°、60°、90°)制备了Sb2Se3薄膜, 对其进行XRD、Raman、SEM、近红外-紫外反射表征。结果表明不同生长角度对薄膜的结构以及光学特性具有明显的影响。晶粒尺寸随着生长角度的增加而先增大后减小, 同时薄膜的形貌由棒状生长转变为片状生长, 在基底倾角为90°时, 薄膜变得最为致密。近红外-紫外反射光谱表明倾角60°的样品在波长小于1 100 nm的范围具有最低的反射率, 在该角度下制备的FTO/CdS/Sb2Se3/C器件获得了2.38%的转换效率。
硒化锑 气相转移沉积法 基底倾角 太阳电池 微结构 带隙 Sb2Se3 vapor transfer deposition substrate inclination solar cell microstructure band gap
采用热蒸发制备了非晶态Sb2Se3薄膜。系统地研究了真空热退火对Sb2Se3薄膜光学性质和微观结构的影响。
光学性质 微观结构
