缺陷鈍化策略為 Sb2S₃ 太陽能電池設立了新的性能標準

該研究小組由教授領導。中國科學院合肥物質科學研究院王明泰和陳沖研製出基於三硫化銻（Sb2S₃）的太陽能電池，轉換效率達到創紀錄的8.21%。這一成就標誌著此類太陽能電池有史以來的最高性能記錄。

該研究發表於 先進能源材料。

Sb2S₃作為一種有前途的光吸收材料，由於其豐富、無毒和良好的光電性能而受到越來越多的關注。然而，使用溶液方法製造的器件通常存在高缺陷密度和界面失配，這限制了載流子傳輸並將光伏轉換效率限制在大約 6-7%。

為了克服這些問題，研究人員提出了一種利用可降解苯乙基碘化銨（PEAI）在非晶 Sb2S₃ 薄膜中的滲透效應的全維缺陷鈍化方法。

用 PEAI 對非晶 Sb2S₃ 薄膜進行預處理，可實現 (hk1) 取向結晶、缺陷（體和界面）的全維鈍化以及通過 Cd-I 和 Sb-I 耦合進行雙界面能級重建。 PEAI 降低了 CdS 的表面能，並優先吸附在 Sb2S₃ (211) 平面上，促進 (hk1) 取向並增強載流子傳輸。

此外，滲透的 PEAI 將介質壽命延長了 3.7 倍，證實了有效的缺陷抑制。

結果，研究人員成功製備了Sb2S₃體異質結太陽能電池，其轉換效率達到8.21%，為迄今為止最高。

這項工作為Sb2S₃太陽能電池設立了新的性能標準，並為下一代高效薄膜太陽能電池的設計提供了有價值的信息。