硒具有吸收系数高、稳定性强、绿色环保、成本低廉等优势,是一种应用前景广阔的宽带隙光伏吸收层材料。然而,传统热退火工艺制备硒薄膜时,薄膜易发生去润湿现象,迫使退火时间缩短,导致薄膜结晶质量低、晶粒尺寸小(~500nm),且非辐射复合损失严重,限制了器件开路电压与效率的进一步提升。因此,实现致密、连续、大晶粒硒薄膜的可控制备,对提升硒太阳能电池的效率具有重要意义。
近日,中国科学院化学研究所科研团队针对硒薄膜热退火过程易发生去润湿的关键难题,提出了“光照辅助退火”策略。
团队利用硒在室温下的光致结晶特性,在不引发去润湿的前提下,使非晶硒薄膜转化为晶态,并通过热退火提升其结晶质量。该策略的核心在于,室温光致结晶阶段通过光激发绕过热力学能垒,实现了无去润湿的晶化过程。高温退火促进晶粒进一步长大,进而形成致密、连续、无孔洞的大晶粒薄膜。该协同工艺有效抑制了非辐射复合中心与漏电路径,将缺陷态密度降低至6.9×1014cm-3,载流子寿命延长至22.9ns。第三方认证结果显示,该硒太阳能电池的光电转换效率达10.3%,开路电压达1.03V。此外,在环境条件下对未封装器件进行1000小时最大功率点追踪测试,其性能保持稳定,未观察到明显衰减。
该研究深化了学界对硒薄膜结晶动力学与非辐射复合调控机制的理解,为高性能无机薄膜光伏材料的制备提供了新思路。
相关研究成果发表在《自然-能源》(Nature Energy)上。研究工作得到国家自然科学基金委员会、科学技术部和中国科学院的支持。
(a) 光照辅助退火策略示意图;(b) 基于对照组和光照辅助退火器件的空间电荷限制电流测试曲线;(c) 基于对照组和光照辅助退火硒薄膜的时间分辨瞬态荧光光谱;(d) 硒太阳能电池的认证电流—电压测试曲线。
金属表面超疏水在自清洁、防腐、减阻和防冰等领域具有潜在的应用价值。当前,金属表面超疏水性能的实现依赖于传统的二元协同设计思想,即在材料表面制作微/纳米结构,进而采用低表面能有机物进行修饰。这种依靠粘附 真核细胞依赖形态的动态变化来执行多种功能,以维持基本生物过程并调控细胞行为。单细胞捕食性原生动物长吻虫的形态与天鹅相似。其中,常见种天鹅长吻虫因此得名。长吻虫细胞在结构上划分为三个部分,即从后端到前端 为落实元首共识、深化教育交流合作,11月9日,中意大学校长对话会在北京大学举行。教育部部长怀进鹏出席对话会并致辞。他表示,中方坚持教育开放发展,愿同包括意大利在内的世界各国扩大学术交流和教育合作规模,积极参与 中国教育报-中国教育新闻网讯(记者 陈欣然)“学校开设的‘简历门诊’对我太有帮助了!老师一对一‘把脉’,既让我看清短板,也明白了如何突出自己的竞争优势。”天津职业大学生物与环境工程学院2025 中国教育报-中国教育新闻网讯(记者 焦以璇)近日,由大中小学德育一体化国家教材建设重点研究基地主办的“大中小学思想政治教育一体化:教材建设与发展研究学术研讨会”在北京师范大学举行。北京师 中国教育报-中国教育新闻网讯(记者 董鲁皖龙 通讯员 于泓超)近日,湖州职院建筑工程学院收到喜讯,该院4位学生组成的市政数字化技术创新团队在2024年世界职业院校技能大赛总决赛争夺赛—高职组土 。本文链接:硒太阳能电池研究取得进展http://www.sushuapos.com/show-12-4154-0.html
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