陈涛最新：基于内同质结的硒化锑（Sb₂Se₃）太阳能电池|关键材料|同质|太阳能电池|电场|硒化锑|组分|载流子|陈涛(足球运动员)

主要内容

硒化锑（Sb₂Se₃）因其理想的禁带宽度（1.1–1.3eV）、高吸收系数（>10⁵cm⁻¹）以及环境友好的组分，已成为极具潜力的薄膜光伏吸收层材料。然而，硒化锑太阳能电池（SSCs）常因内建电场较弱，且界面及吸收层内部存在严重的非辐射复合，导致其面临较大的开路电压损耗，制约了器件效率的提升。

本研究由中国科学技术大学陈涛、唐荣风等人开展，提出了一种阳离子/阴离子组分驱动的同质结工程策略。通过精确调控硒（Se）与锑（Sb）的元素化学势，实现了Sb₂Se₃材料载流子极性的可控调控，成功在吸收层内部构筑出一体化p–n同质结，使n型与p型区域的载流子浓度均达到10¹⁴cm⁻³以上。

该同质结可通过双重协同途径有效抑制非辐射复合：一方面，借助新增内建电场拓宽耗尽层宽度，显著强化载流子分离效率；另一方面，利用富硒组分钝化深能级缺陷，使材料陷阱密度降低70%以上。将该同质结集成至平面n–i–p结构器件中，可同步增强内建电场、加速载流子抽取，进一步抑制复合损耗，实现器件性能的协同提升。

最终，基于热蒸发工艺制备的同质结改性硒化锑太阳能电池，实现了10.15%的光电转换效率（PCE），并获得低至0.459V的开路电压损失（Vocdeficit）。本工作验证了同质结工程在硒化锑太阳能电池中提升载流子分离效率、抑制复合损失的可行性，为优化硫族锑化物薄膜太阳能电池的光电性能、突破效率瓶颈开辟了新方向。