人工晶体学报

作者：赵娅, 庄众, 魏梦园, 蒋青松, 杨潇, 荀威, 刘雨昊

单位：1.淮阴工学院电子信息工程学院,淮安 223003; ；2.海南大学物理与光电工程学院,海口 570100; ；3.海南大学海洋科学与工程学院,海口 570100; ；4.海南大学,海南省精细化工实验室,海口 570100

关键词：CuPbSbS3薄膜,富硫前驱体溶液,丁基二硫代氨基甲酸溶液法,退火,光电转换效率,太阳能电池,

基金：国家自然科学基金(61804062,62105083)

CuPbSbS3半导体材料因具有吸收系数高、禁带宽度适中等光电特性,在太阳能电池中具有广阔应用前景。本文采用丁基二硫代氨基甲酸(BDCA)溶液法,在管式炉退火过程中沉积CuPbSbS3薄膜。通过调节BDCA溶液中二硫化碳的比例,实现CuPbSbS3薄膜的可控沉积。通过扫描电子显微镜、X射线衍射仪等测试技术表征CuPbSbS3薄膜的形貌和晶体结构,结果表明当乙醇、正丁胺、二硫化碳体积比为7.4∶9.6∶6时,所沉积的CuPbSbS3薄膜结晶形态较好。此外,构建结构为FTO/SnO2/CuPbSbS3/Spiro-OMeTAD/Ag的太阳能电池,测试其莫特-肖特基曲线、奈奎斯特阻抗谱、暗电流密度-电压曲线以及对称器件在暗态下的电流-电压曲线,进一步研究CuPbSbS3太阳能电池的界面电荷传输动力学。电学测试结果表明,所沉积的CuPbSbS3薄膜内部的缺陷复合中心密度与电荷传输电阻降低,光生载流子的非辐射复合减少,载流子输运性能提高。相应的CuPbSbS3太阳能电池实现了0.81%的光电转换效率,短路电流密度为9.08 mA·cm-2,开路电压达到了250 mV。研究成果为高质量CuPbSbS3薄膜沉积提供了实验基础。

来源：2024年第9期

《人工晶体学报》期刊编辑部

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