省部共建国重室邹炳锁教授团队在水热硒硫化锑太阳电池研究方面取得新进展

2024年10月10日 17:13  点击:[]

近日,我室纳米光子学材料与技术团队邹炳锁教授和任栋楼助理教授在水热硒硫化锑薄膜制备及太阳电池研究方面取得了突破性进展。该研究针对准一维硒硫化锑薄膜的各向异性载流子传输和深缺陷复合特征,提出引入卤素阴离子和碱土金属阳离子协同调控薄膜的异质形核动力学以实现高效载流子传输。相关研究成果以“Heterogeneous Nucleation Regulation Amends Unfavorable Crystallization Orientation and Defect Features of Antimony Selenosulfide Film for High-Efficient Planar Solar Cells”为题发表在化学领域国际顶级学术期刊Angewandte Chemie International Edition《Angew,德国应用化学》上(DOI:10.1002/anie.202413108)。该论文第一作者为任栋楼助理教授,通讯作者为邹炳锁教授、潘道成教授、深圳大学梁广兴教授,我室为该论文的第一单位。相关研究得到了广西八桂学者项目和广西科技重大专项等项目支持。

硒硫化锑半导体材料具有物化性质稳定、环境友好和储量丰富的优势,其中,优异的光吸收性能和可调的带隙特征使其成为新一代太阳电池的吸收层材料。然而,独特的准一维晶体结构导致载流子迁移各向异性,并伴随严重的深缺陷复合。如何利用水热法在硒硫化锑吸收层中同时实现强[hk1]取向生长和低深缺陷密度是当前该热门研究领域面临的挑战。

针对这一挑战,团队邹炳锁教授和任栋楼助理教授通过引入溴化钡,调节水热硒硫化锑异质形核动力学,实现强[hk1]取向生长和低深缺陷密度,极大地加速了载流子的传输,成功构筑了高效率太阳电池。同时,结合理论计算,阐明了晶化取向调节机理和缺陷钝化机制。该工作为准一维半导体材料的缺陷调控、晶化取向设计和光电应用提供了重要的指导。

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