化合物光电子课题组在《Advanced Energy Materials》上发表硒化锑太阳电池新进展

近日，化合物光电子课题组在高效硒化锑太阳电池研究方面取得重要进展，相关工作以“Regulating Interfacial Recombination in Cd-Free Sb₂Se₃ Solar Cells via an Ultrathin Al₂O₃ Layer”为题发表在著名期刊《Advanced Energy Materials》(影响因子: 25.5)，我院教师梁晓杨博士及硕士研究生张亮亮为共同第一作者，李志强教授及暨南大学麦耀华教授为共同通讯作者。

硒化锑（Sb₂Se₃）因带隙合适、吸收系数高、元素组成低毒等优势，被视为极具前景的光伏吸收层材料。然而，高效Sb₂Se₃太阳能电池通常依赖CdS缓冲层，无镉替代方案在Sb₂Se₃/缓冲层异质结处易产生严重复合损失，制约器件性能提升。针对此问题，该团队在Sb₂Se₃/Zn_xSn_1-xO异质结中通过原子层沉积（ALD）引入亚纳米氧化铝（Al₂O₃）中间层，以改善界面质量。研究表明，超薄Al₂O₃可诱导界面化学相互作用与电荷重分布，进而调控局部电子结构和界面能级。引入Al₂O₃后，近表面电子响应更加均匀，界面载流子收集损失降低，陷阱辅助复合得到缓解。制备的Sb₂Se₃/Al₂O₃/Zn_xSn_1-xO异质结太阳能电池获得9.28%的光电转换效率，是目前已报道的无镉硒化锑太阳电池的最高效率。这项研究为降低高性能器件的复合损失提供了有效策略，也为进一步优化无镉异质结界面提供了新思路。

该研究工作得到了河北省自然科学基金（No. E2023201013）、中央引导地方科技发展基金项目（246Z4308G）及河北省光伏技术省部共建协同创新中心、河北大学物理科学与技术学院公共测试中心的资助及大力支持。

论文链接： https://doi.org/10.1002/aenm.71577