Ge掺杂方法如何影响CZTSSe薄膜太阳能电池中的非辐射复合损耗

《ACS Applied Materials & Interfaces》：How the Ge Incorporation Approach Affects Non-radiative Recombination Losses in CZTSSe Thin-Film Solar Cells

研究通过Ge掺杂不同金属前驱体层位，结合实时外部辐射效率（ERE）映射技术，揭示了Ge位置对合金行为、Sn相关缺陷密度及薄膜性能的影响，证实Ge掺杂可优化晶粒生长并减少深能级缺陷，从而提升开路电压并降低非辐射复合损失，为提高Kesterite薄膜太阳能电池转换效率提供新方法。

　　

基于钙钛矿的薄膜太阳能电池（TFSCs）近年来在光伏领域重新受到了关注。然而，由于其主要的非辐射复合损失，这些电池的性能仍然落后于基于CdTe和Cu(In,Ga)Se₂的TFSCs。Sn离子状态的不稳定性是导致性能不佳的主要原因。本研究采用在堆叠金属前驱层不同位置掺杂Ge的策略，并通过实时外部辐射效率（ERE）映射来探究Ge在钙钛矿化合物中的作用。Ge在堆叠金属前驱层中的位置表现出不同的合金化行为，以及Sn相关缺陷及其缺陷簇密度的变化。因此，这有助于改善钙钛矿薄膜的晶粒生长，并降低Sn相关深层次缺陷的密度。此外，空间ERE映射显示，Ge的堆叠顺序显著影响了ERE的平均值和均匀性。Ge在金属前驱层中的掺入由于显著减少了非辐射复合，从而提高了开路电压。本研究利用ERE这一强大工具，为评估非辐射损失提供了宝贵的见解，有助于这些电池的发展，并有助于提高TFSCs的功率转换效率。