晶体生长速率调控对Sb2Se3薄膜太阳能电池晶向择优、缺陷抑制及光伏性能的优化机制

来自国内的研究人员通过调控硒化过程的升温速率（40/60 °C min?1），系统研究了晶体生长动力学对Sb2Se3薄膜太阳能电池的影响。研究发现快速升温（60 °C min?1）可促进[002]/hkl晶向择优排列，降低缺陷密度，显著提升载流子传输效率与光伏性能（包括Jsc、Voc、FF及转换效率），为窄带隙半导体光电器件优化提供了新策略。

　　

这项研究揭示了升温速率如何像"分子交响乐指挥棒"般精准调控硒化锑(Sb₂Se₃)晶体的生长舞步。当硒化过程采用60 °C min^?1的"快板节奏"时，晶体如同接受特训的芭蕾舞者，沿着[002]和hkl方向整齐排列，形成完美的(Sb₄Se₆)_n带状结构。这种有序的"分子队列"不仅减少了晶体缺陷这个"绊脚石"，还让光生载流子像在高速公路上飞驰般高效传输。相比之下，40 °C min^?1的"慢板节奏"会导致晶体"群舞"混乱，产生更多深能级缺陷陷阱。研究人员通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、紫外光电子能谱(UPS)等"分子侦探工具"发现，硒/锑(Se/Sb)比例变化是影响缺陷形成的关键"乐谱错误"。这项研究为设计高性能窄带隙光伏器件提供了"晶体生长动力学"的新乐谱。