新型Zintl磷化物BaCd2P2基薄膜光伏电池的器件工程与优化研究

为解决钙钛矿光伏材料环境稳定性差的问题，来自未知机构的研究人员首次开发了基于BaCd2P2吸收层的ITO/ZnO/BaCd2P2/Cu2O n-i-p结构薄膜太阳能电池，通过阻抗谱与参数优化获得27.59%的转换效率，为稳定光伏器件设计提供新方案。

　　

在太阳能电池领域，尽管多种材料可作为吸收层候选，当前研究仍集中于存在环境稳定性缺陷的钙钛矿材料。本研究首次采用Zintl磷化物BaCd₂P₂作为吸收层材料，构建了ITO/ZnO/BaCd₂P₂/Cu₂O n-i-p架构的薄膜光伏器件。通过阻抗谱分析（impedance spectroscopy）发现，当吸收层厚度为0.35?μm时，光生载流子复合寿命达到最高值（14?ms）。进一步通过模拟优化发现，电子与空穴迁移率对器件性能影响微弱，而吸收层厚度、缺陷密度（defect density）及载流子捕获截面（capture cross section）才是决定光电转换效率（power conversion efficiency, PCE）的关键参数。最终优化使该新型太阳能电池实现了27.59%的峰值效率，为开发高稳定性光伏材料提供了重要方向。