北京
硒化锑（Sb₂Se₃）太阳能电池因优异的光电性能备受关注，但非辐射复合严重制约其光电转换效率。现有研究多围绕晶体取向调控、缺陷钝化及界面能级匹配开展，而晶格应变对薄膜生长和载流子动力学的调控作用长期被忽视。扬州大学丁建宁，常州大学袁宁一、张帅、郭华飞等人提出一种Co²⁺掺杂CdS缓冲层的异质结界面工程策略，同步调控硒化锑薄膜电池的晶格应变与载流子动力学。
掺杂Co²⁺可部分取代CdS晶格中的Cd²⁺格位。由于Co²⁺离子半径更小，会引发CdS晶格收缩，缓解CdS/Sb₂Se₃界面晶格失配，降低界面缺陷密度，促使更多(Sb₄Se₆)ₙ链带垂直于衬底取向，实现应变弛豫并改善Sb₂Se₃薄膜质量。同时，部分Co²⁺向Sb₂Se₃吸收层反向扩散，调控结晶行为，优化薄膜择优取向并抑制缺陷产生。分布于界面及Sb₂Se₃间隙位的Co²⁺还会改变界面电荷分布，优化异质结能级排布，提升内建电势（Vbi）。密度泛函理论计算结合实验表征证实，Co²⁺掺杂能够增强界面电子耦合，促进异质结间电荷输运。
在晶格应变弛豫与界面电子调控的协同作用下，优化器件取得9.44%的最优光电转换效率，相比对照组提升16.4%。该研究揭示了界面晶格应变在Sb₂Se₃太阳能电池中的重要作用，为同步调控异质结界面的结构与电子特性提供可行思路，该策略同样可拓展至其他新型光伏体系。
文献信息
Buffer-LayerCationSubstitutionEngineeringforLatticeStrainRelief-InducedCarrierDynamicsModulationinHigh-EfficiencyAntimonySelenideSolarCells
RongRong,JiayuXiao,ZiqinZhu,ShanHuang,ChuanyuanWu,HaoZhu,YuXun,XinlanYin,XuDong,LeiXu,SaiJiang,HuafeiGuo,ShuaiZhang,NingyiYuan,JianningDing
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/smll.75218
特别声明：以上内容(如有图片或视频亦包括在内)为自媒体平台“网易号”用户上传并发布，本平台仅提供信息存储服务。
Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.
