中国科学技术大学陈涛/南开大学张毅：Sb2(S,Se)3吸收层的均匀化带隙分布策略实现效率达到10.83%的太阳能电池器件

本文研究背景聚焦于能隙工程在光伏领域的关键作用，特别是梯度能隙结构在单结太阳能电池中的应用潜力。硒硫化锑（Sb2(S,Se)3）作为一种带隙可调的光伏材料，其性能受限于水热合成中硒、硫元素分布不均导致的反向带隙梯度问题。研究目的是通过在水热前驱体溶液中引入硫脲（TU）作为添加剂，调控硫和硒阴离子的释放动力学，以实现吸收层中元素的垂直均匀分布和带隙的均匀化。研究结论表明，硫脲通过选择性配位作用稳定了硒前驱体，有效抑制了硒的过早释放，从而获得了结晶度更高、缺陷密度更低、且具有均匀带隙分布的Sb2(S,Se)3薄膜。这使得太阳能电池的内建电场增强，载流子分离与传输效率提升，最终将器件的功率转换效率从9.05%显著提高到10.83%，达到了该领域报道的最高效率之一。