antimony chalcogenide solution post-treatment solar cell

2021 Adv. Energy Mater.:Sb2(S,Se)3太陽能電池PCE 10.7% 如何透過溶液後處理達到?

SS-X 太陽光模擬器使效率突破成為可能!

  Advanced Energy Materials (IF 29.368) 於2021年11月刊登一項研究。銻硫屬化物 (Sb2(SxSe1x)3,0 < x < 1) 在過去6-7年中被認為是薄膜太陽能電池的替代光伏材料,因為它們具有優異的光電特性。然而對Sb2(S,Se)3薄膜與基於太陽能電池的功率轉換效率 (power conversion efficiency, PCE) 和功能性了解,仍遠低於其他成熟的硫屬化物基太陽能電池,例如:Cu(In,Ga)Se2(CIGS)和CdTe。因此,提高Sb2(S,Se)3薄膜太陽能電池PCE與深入研究其功能一直是重要的課題。

  此處研究團隊開發了一種簡便的鹼金屬氟化物並輔以溶液後處理 (solution post-treatment, SPT) 技術來處理Sb2(S,Se)3薄膜。SPT不僅可以增強薄膜的形態和結晶度,此外,也能夠控制薄膜中的S/Se梯度並產生有利的能量排列,從而促進載流子傳輸,使JSC和FF有顯著改善。過程中作者使用光焱科技太陽光模擬器等儀器進行實驗與數據量測。

antimony chalcogenide solar cells boxplot J-V curves EQE spectra

a) Sb2(S,Se)3 太陽能電池效率的統計盒鬚圖。 b) 用或不用 NaF-SPT 工藝處理的 Sb2(S,Se)3 太陽能電池的 J-V 曲線和 c) EQE 光譜。

3D-SIMS images of Na enlarged XRD spectra of 2-Theta

 a) Na的3D-SIMS圖像。 b) 表面SEM圖像。 c) 2-Theta的XRD光譜從28.6°放大到29.8°。

  結果發現,採用NaF-SPT技術製造的Sb2(S,Se)3平面太陽能電池在Sb2S3、Sb2Se3和Sb2(S,Se)3等各種銻硫屬化物材料中實現了最高10.7%的PCE。本研究為Sb2(S,Se)3太陽能電池建立了一種新型高效的後處理方法,並有利於其他種類的金屬硫屬化物太陽能電池的製造。

  光焱科技的太陽光模擬器符合國際標準,搭配KA-6000軟體,提供了短路電流對時間變化的監控,以證明鈣鈦礦太陽能電池的穩定!

NaF-SPT-based devices J-V curves normalized PCE

a) 對照和 b) 基於 NaF-SPT 的設備的 J-V 曲線和 c) 在乾燥櫃中存儲開始和 30 天後測量的標準化 PCE。

本文關鍵字:銻硫屬化物、Antimony chalcogenide、溶液後處理、solution post-treatment、太陽能電池、solar cell、太陽光模擬器、Solar Simulator、Sun Simulator

原文: https://doi.org/10.1002/aenm.202103015

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