近日，物理學院光伏技術研發團隊李志強等人與暨南大學合作在硒化銻太陽電池研究方面取得新突破，獲得了10.12%的光電轉換效率。相關成果“Sb₂Se₃ Thin Film Solar Cells Exceeding 10% Power Conversion Efficiency Enabled by Injection Vapor Deposition (IVD) Technology”以河北大學為第一單位在線發表在國際頂級期刊《Advanced Materials》上(IF=30.85,DOI:10.1002/adma.202202969)。我校碩士研究生段召騰和暨南大學梁曉楊博士為共同第一作者，李志強博士（校聘教授）和暨南大學麥耀華教授為共同通訊作者。

硒化銻（Sb₂Se₃）由于其強各向異性的晶體結構和光電特性受到科研人員的關注。目前有兩種主要的思路來提高硒化銻太陽電池的器件性能：1)控制Sb₂Se₃帶狀結構(Sb₄Se₆)_n沿<001>方向垂直排列生長。保持(Sb₄Se₆)_n垂直襯底堆疊來增強載流子的輸運和收集效率，但是這種方法會對形成高質量異質結界面造成挑戰；2)通過控制Sb₂Se₃吸光層表面和內部的摻雜水平來控制載流子和缺陷的密度，由于Sb₂Se₃材料本征缺陷的形成取決于原子化學勢，因此需要在制備過程中嚴格控制反應條件來避免深能級缺陷的形成。該團隊在前期工作“9.2%-efficient core-shell structured antimony selenide nanorod array solar cells” 《Nature Communications》（2019，10：125）中創造了當時Sb₂Se₃太陽電池9.2%光電轉換效率世界記錄，曾入選2019年度“中國百篇最具影響國際學術論文”。本工作中作者提出了一種新型Sb₂Se₃薄膜制備技術:射流氣相沉積（IVD），該技術在制備Sb₂Se₃薄膜時可以抑制深能級缺陷的產生，并且制備的薄膜沿[001]方向垂直生長，更為重要的是制備的Sb₂Se₃太陽電池的光電轉換效率達到了創紀錄的10.12%，為進一步提高Sb₂Se₃電池的性能提供了思路。

以上工作得到了國家重點研發計劃、國家自然科學基金、河北省自然科學基金、河北大學光學工程學科經費以及生命科學與綠色發展學科群經費的支持。

文章鏈接：https://doi.org/10.1002/adma.202202969

（物理科學與技術學院、科學技術處供稿）