1、我国学者在 硒化锑 薄膜 太阳能电池 研究 方面 取得新 进展 来源:信息科学部 作者: 作者:孙玲 潘庆 在国家自然科学基金优秀青年基金 项目 ( 项目编号: 61322401)和面向能源的光电转换材料重大研究计划培 育项目( 项目编号: 91433105)的 资助 下,华中科技大学武汉光电国家实验室(筹) 唐江教授 课题组 在新型太阳能电池研究方面取得 重要 进展 。 相关研究成果以“ Stable 6%-efficient Sb2Se3 solar cells with a ZnO buffer layer”为题于 2017年 3月 27日 在 Nature Energy在线发表 。论文
2、链接: http:/ 在能源危机 和环境压力下 ,全球范围内掀起了新能源研究浪潮, 太阳能应用独占鳌头 。 薄膜太阳能电池 具有制作成本低、弱光和高温发电性能好、轻质可柔性等 特性 , 在 光伏建筑集成、移动供电等方面相对 硅基太阳能电池 具有竞争优势 。 目前市场上最成功的薄膜太阳能电池是 碲化镉 (CdTe)电池,但 Cd剧毒而 Te 稀缺。 华中科技大学 唐江教授课题组在国家自然科学基金的持续资助下,一直专注 于 新型硒化锑( Sb2Se3)薄膜太阳能电池研究。课题组先后在 Advanced Energy Materials、 ACS Applied Materials and Inte
3、rface、 Applied Physics Letters、 Progress in Photovoltaics以及 Nature Photonics等 刊 物上 发 表 论文,证实 硒化锑 具有类似碲化镉的材料简单、制备快速、光电性质优异等核心优势, 其 本身无毒 且元素丰度高 ,有希望成为“绿色的碲化镉”。 唐江教授课题组 采用 硝酸锌水溶液喷雾 热解的方法制备氧化锌 ( ZnO) 代替硫化镉 ( CdS)作为 硒化锑薄膜太阳能电池的 缓冲层,材料 本身 和 制备方法绿色、经济。 通过 对 氧化锌 成膜工艺和硒化锑背场处理的系列 优化,取得了 光电转换效率达 5.93%顶衬结构 (FTO
4、/ZnO/Sb2Se3/Au)的 硒化锑薄膜太阳能电池,并得到 Newport公司的第三方认证。 更重要的 是 ,由此制备的 太阳能电池 在未封装条件下 表现出优异的稳定性,能够经历双 85(温度 85C, 相对 湿度 85%) 、持续最大功率点工作、强紫外光照射、热震荡等苛刻考验, 稳定性基本达到薄膜太阳能电池应用工业要求的 IEC61646标准。 这一研究成果对研发低毒 性、高稳定性、低成本和高效的 薄膜太阳能电池 具有重要的指导意义。 图 a 为电池结构示意图,图 b 为电池在光照和暗条件下的电流密度 -电压曲线,图 c 为电池在双 85(温度 85,相对湿度 85%)条件下的效率衰减曲线。