掺氟的CdS有助于实现Sb2Se3太阳能电池的定向生长并抑制缺陷，从而提高其转换效率

《Advanced Functional Materials》：Fluorine-Doped CdS Enables Oriented Growth and Defect Suppression in Sb2Se3 Solar Cells with High Conversion Efficiency

氟掺杂硫化镉缓冲层优化了Sb2Se3晶体取向与缺陷钝化，使光电转换效率提升至9.30%并降低缺陷捕获截面。

　　

摘要

硒化锑（Sb₂Se₃）作为一种准一维（1D）吸收材料，在光伏领域具有巨大的潜力，但由于深能级缺陷和晶体取向控制困难等问题，其实际效率远低于理论极限。高效光伏器件通常使用通过化学浴沉积（CBD）方法制备的硫化镉（CdS）缓冲层，但制备低缺陷、稳定的CdS薄膜具有挑战性。在衬底配置中，CdS的界面质量被认为是影响Sb₂Se₃晶体取向生长和整体器件效率的关键因素。本研究首次采用氟（F）掺杂来调节CBD-CdS的微观结构和表面能态，旨在钝化硫空位并暴露非极性表面（100面），从而促使Sb₂Se₃沿高迁移率生长方向优先取向。此外，F离子对硫空位的有效钝化显著改善了Sb₂Se₃的生长动力学。优化后的薄膜显示出较低的Se/Sb比例（从1.98降至1.63），缺陷捕获截面减少了三个数量级（从10^?17降至10^?20），并实现了9.30%的效率，比对照器件提高了18%。该工作提出了一种低温、可扩展的界面工程策略，具有广泛的应用前景，为缺陷抑制和晶体取向优化提供了新的见解，从而提升了光伏性能。

图形摘要

本研究开发了一种氟掺杂的CdS缓冲层，用于同时调控Sb₂Se₃器件界面的晶体取向和缺陷。该策略暴露了非极性（100）CdS面并钝化了硫空位，实现了（hk1）方向的生长，抑制了深能级陷阱，降低了缺陷捕获截面，最终获得了9.30%的效率，比对照器件提高了18%。

利益冲突

作者声明没有利益冲突。