深圳大学梁广兴AM：离子液体辅助结晶策略同步调控微结构与陷阱态，实现高效硫化锑硒太阳能电池

开发一种可行且有效的结晶方法以同时改善硫化锑硒（Sb₂(S,Se)₃）吸收层的微结构和陷阱态，对于制备高效太阳能电池至关重要且具有挑战性。

本文深圳大学梁广兴等人提出了一种利用含卤素阴离子（Cl⁻、Br⁻、I⁻）与[BMIM]⁺阳离子组成的离子液体调控Sb₂(S,Se)₃结晶过程的策略。研究发现，[BMIM]Br在分解前能在Sb₂(S,Se)₃表面形成液体微环境，加速传质过程，从而诱导微米级晶粒的形成。此外，[BMIM]Br通过更强地吸附在Sb₂(S,Se)₃的（211）晶面上，促进其沿[211]取向生长。同时，该方法抑制了硫和硒的流失，使薄膜组成接近化学计量比，大幅提升空穴浓度并优化能带对齐。更关键的是，该方法能将严重的反位缺陷Sb₅转变为轻微的空位缺陷V_{Se2}，显著抑制非辐射复合。

因此，经过[BMIM]Br调控的器件实现了更有效的载流子传输与收集，最终获得10.89%的光电转换效率和72.74%的填充因子，均为目前Sb₂(S,Se)₃太阳能电池的最高水平之一。本工作为突破Sb₂(S,Se)₃太阳能电池发展瓶颈提供了新思路。

文章亮点：

1. 首创离子液体辅助结晶策略，通过[BMIM]Br在薄膜表面形成液体微环境，同步实现微米级晶粒生长与[211]择优取向，显著提升载流子传输效率。

2. 有效抑制硫硒元素流失，使Sb₂(S,Se)₃薄膜接近化学计量比组成，优化能带对齐并提高空穴浓度，为高效率器件奠定材料基础。

3. 实现缺陷类型的根本转变，将深能级反位缺陷Sb₅转化为浅能级空位缺陷V_{Se2}，大幅降低非辐射复合损失，器件效率突破10%，填充因子高达72.74%。

D. Ren, Y. Wang, H. Huang, et al. “ Ionic Liquid-Assisted Crystallization Strategy Enables Simultaneous Regulation of Microstructure and Trap States for High-Efficiency Sb2(S,Se)3 Solar Cells.” Advanced Materials (2026): e19583.

https://doi.org/10.1002/adma.202519583

学术交流QQ群

知光谷光伏器件学术QQ群：641345719

钙钛矿产教融合交流@知光谷（微信群）：需添加编辑微信

为加强科研合作，我们为海内外科研人员专门开通了钙钛矿科创合作专业科研交流微信群。加微信群方式：添加编辑微信pvalley2024，备注：姓名-单位-研究方向（无备注请恕不通过），由编辑审核后邀请入群。