日本東北大學(xué)于2022年12月2日宣布，他們通過光電子光譜學(xué)證實(shí)了硫化錫——這種地球上元素儲(chǔ)量豐富且無毒的化合物，其實(shí)是一種很有前途的高效太陽能電池的材料，該研究結(jié)果于11月30日發(fā)表在《物理化學(xué)雜志》C版。

研究背景

硫化錫是一種由錫和硫組成的廉價(jià)化合物，由于它對(duì)光的吸收很強(qiáng)，作為一種太陽能電池材料被研究了大約20年。 然而，使用硫化錫的太陽能電池的開路電壓低于5%，不到市售太陽能電池的一半，使其在實(shí)際應(yīng)用中面臨挑戰(zhàn)。

低開路電壓被認(rèn)為是由于硫化錫帶在硫化錫界面上幾乎沒有彎曲。 為此，該大學(xué)先進(jìn)材料多學(xué)科研究所的一個(gè)研究小組將氧化鉬沉積在硫化錫單晶上，并利用光電子能譜分析了界面的電子狀態(tài)。結(jié)果，證實(shí)了硫化錫的波段在界面附近的彎曲度高達(dá)1eV。

通過助熔劑生長技術(shù)生長的SnS晶體，通過向助熔劑中添加鹵素獲得大的單晶（來源：東北大學(xué)）

傳統(tǒng)的硫化錫太陽能電池的開路電壓約為0.3V，但通過應(yīng)用本研究的結(jié)果，可獲得0.7-0.8V的大開路電壓。

此外，通過比較本成果與傳統(tǒng)的硫化錫界面的差異，可以看出，抑制硫化錫薄膜中的硫缺陷以及在太陽能電池的p型和n型層中使用硫化錫的同質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)，將有效地實(shí)現(xiàn)適合太陽能電池的硫化錫界面。

未來該研究小組將繼續(xù)研究，利用n型硫化錫薄膜制備同質(zhì)結(jié)太陽能電池，以提高硫化錫太陽能電池的開路電壓和轉(zhuǎn)換效率。

粉體圈Coco編譯

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