人工晶体学报

作者：傅文峰, 朱旭鹏, 廖峻, 汝强, 薛书文, 张军

单位：1.华南师范大学物理学院,广州 510006; ；2.岭南师范学院物理科学与技术学院,湛江 524048

关键词：铜锌锡硫,天然锌黄锡矿,缺陷态,光电性质,移动加热器法,碘输运法,熔盐法,

基金：国家自然科学基金(12004150,61674073);广东省基础与应用基础研究基金(2020A1515110998,2022A1515012123);湛江市科技计划(2022A01011)

Ⅰ2-Ⅱ-Ⅳ-Ⅵ4型半导体铜锌锡硫(CZTS)在成本、组成元素丰度、毒性和稳定性等方面具有突出优势,被认为是一种很有前途的太阳能吸收材料,应用于绿色和经济的光伏领域。尽管Cu2ZnSn(S,Se)4拥有与黄铜矿相似的晶体结构和光电性能,但其转换效率却远远低于Cu(In,Ga)Se2(23.5%)。传统研究多数集中在多晶薄膜材料和器件的光电性能,导致材料关键缺陷态甄别及其能带调控规律尚不清晰,成为限制CZTS基光电器件性能的瓶颈。本文综述了CZTS基单晶材料,详细介绍了其晶体结构和物理性质,概述了移动加热器法、碘输运法和熔盐法制备高质量单晶的工艺,多型纳米晶库的研究,以及天然锌黄锡矿的物性研究。根据制备的CZTS基单晶材料讨论了其光学和电学性能。最后总结了CZTS基单晶材料在半导体器件的应用及目前存在的问题,为提高Ⅰ2-Ⅱ-Ⅳ-Ⅵ4型半导体材料器件的性能提供可能的发展方向。

来源：2024年第1期

《人工晶体学报》期刊编辑部

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