硒化对Cu2ZnSn(S,Se)4太阳电池光伏性能影响机制研究

摘要

文章利用溶液法和硒化技术在镀Mo钠钙玻璃(Mo/SLG)衬底上制备出具有锌黄锡矿结构的Cu 2ZnSn(S,Se)4(CZTSSe)薄膜,研究了硒化温度(500~600℃)和硒化时间(5~30 min)对CZTSSe薄膜质量和生长在CZTSSe/Mo界面的Mo(S,Se)2(MSSe)过渡层厚度的影响.发现在500~550℃,15~30 min硒化可制备出晶粒质量好、尺寸大、堆积致密的CZTSSe薄膜和厚度合适的MSSe过渡层;以经530℃,5~30 min硒化获得的CZTSSe薄膜为吸收层,制备了结构为Al/ITO/i-ZnO/CdS/CZTSSe/Mo/SLG的太阳电池.发现对应5~15 min硒化的太阳电池的转换效率(PCE)随硒化时间的增加从1.9%增加到7.48%,对应15~30 min硒化的太阳电池的PCE却随硒化时间的增加从7.48%减小到4.23%.PCE的增加归因于开路电压(V oc)、短路电流密度(J sc)和填充因子(FF)的增加,PCE的减小归因于V oc和FF减少;通过研究CZTSSe薄膜质量和MSSe厚度对太阳电池光损失、内建电场和电学参数的影响,阐述了硒化温度和时间对V oc,J sc和FF的影响机制.