热退火气氛对溶液法制备的Sb2S3薄膜组成、结构及光伏性能的影响

摘要

采用化学浴(CBD)法在TiO2薄膜表面制备结晶性Sb2 S3膜层,获得了TiO2/Sb2 S3平板异质结,并结合聚[2,6-{4,4-双-(2-乙基己基)-4H-环戊并[2,1-b;3,4-b′]-二噻吩}-交替-4,7-(2,1,3-苯并噻二唑)](PCPDTBT)空穴传输层和MoO3电极界面修饰层,制备了FTO/TiO2/Sb2 S3/PCPDTBT/MoO3/Au平板结构太阳能电池,研究了CBD方法中热退火气氛对Sb2 S3薄膜的组成、结构及光伏性能的影响.结果表明,在N2气氛下退火时,所得的Sb2 S3膜层不致密且含有Sb2 O3杂相,电池效率仅为0.90％;而在N2-S气氛下退火时,硫会与杂相Sb2 O3发生反应生成Sb2 S3,进而得到纯净、致密、平整的结晶Sb2 S3膜层.在平板结构太阳能电池中,光生空穴对电池光电流的产生有明显的贡献;随着Sb2 O3杂相的消除,Sb2 S3薄膜中载流子的复合减少且传输速率增大,使太阳能电池器件中电子与空穴的收集效率和短路电流显著提高,电池效率提高了1.34倍,达到2.04％.