【太阳能电池】AEnM：锰元素介导的物相调控实现透明电极高效无镉Cu₂ZnSnS₄太阳能电池

本文聚焦于透明电极上高效无镉Cu₂ZnSnS₄太阳能电池的研究。背景方面，CZTS是理想的光吸收材料，但采用透明FTO背电极时效率远低于理论值，主要因SnS₂二次相导致严重载流子复合，且传统CdS缓冲层含毒元素。研究目的旨在阐明SnS₂二次相形成路径并开发抑制策略，同时采用无镉缓冲层提升器件性能。结论表明，大量SnS₂源于硫化过程中FTO与硫的反应，Mn²⁺（2.5%）可通过优先形成MnS阻断液相SnS₂通道，抑制二次相生成；同时Mn进入晶格降低缺陷浓度，将开路电压从672 mV提至741 mV，效率从7.09%提至7.95%。进一步以ZTO替代CdS构建尖峰型能带对齐，获得9.32%效率，首次实现透明基底无镉CZTS电池。