B330+温和界面氧化改善Cu2ZnSn(S, Se)4电池背接触+王玲玲

温和界面氧化改善 Cu2ZnSn(S, Se)4电池背接触 王 玲玲 *， 王少彤，王雁芹，王亚维，张昕彤 * 东北师范大学，紫外光发射材料与技术教育部重点实验室，长春， 130024 wangll876@nenu.edu.cn; xtzhang@nenu.edu.cn 第十九届中国光伏学术大会 CPVC19 Cu2ZnSn(S, Se)4(CZTSSe)薄膜太阳能电池以其经济 、 稳定的独特优势受到国际上的广泛关注 。 对于这种多层结构电 池器件 ， 吸收层以及器件上下接触界面 （ P-N异质结界面 、 背接触界面 ） 质量是影响器件性能提升的关键 。 在此 ， 我们针 对 CZTSSe薄膜电池下界面 —CZTSSe/Mo 背接触界面 —开展改善研究 ， 采用简单 、 有效的 UV-O3温和界面氧化方法在 Mo 基底表面调控生长超薄 Mo 氧化物界面层 ， 研究了背接触界面温和氧化处理对电池器件光伏性能的影响机理 。 通过制 备条件优化 ， 器件效率由 5.97%提升到 6.88%， 光伏性能明显改善 。 紫外 -臭氧技术所需设备简单 、 操作方便 ， 可在低温下实现对 Mo基底的氧化 ， 在背接触界面引入更薄 、 更均匀的 Mo 氧化物界面阻挡层 ， 有效阻断 了 Mo与 Se及 Mo与 CZTS的直接接触 ， 进而抑制 了 界面处 MoSe2的过度生长及二次相的生成 。 器件串联电阻及器件内部非辐射复合减少 ， 电池效率提升 15%， 光伏性能明显改善 。 该简单 、 可控的低温薄膜处理工艺可 应用到 CIGS、 CIS等多种薄膜光伏器件领域 ， 具有很好的应用价值 。 图 1. 经过不同时间界面氧化处理的 Mo基底表面 XPS测试分析。 图 2. CZTSSe薄膜剖面 SIMS测试分析 。 CZTSSe薄膜元素组成分析 图 3. 在经过不同时间界面氧化处理的 Mo基底表面生长的 CZTSSe薄膜正面及切面 SEM 图像 。 经过 Mo基底的表面温和氧化处理 ， 上层 CZTSSe薄膜形貌有所改善 。 图 4. CZTSSe薄膜样品的背散射电子照片及 EDS线扫描分析图 。 从图中可清晰的看出 MoSe2层厚度的变化情况 。 背景介绍 Mo基底表面元素组成分析 图 5. CZTSSe电池器件的 J-V曲线 (a)、 效率统计图 (b)、 Voc衰减测试 (c)、 及 CZTSSe 薄 膜 背 表 面 Raman测试曲线图 (d)。 结 论 CZTSSe薄膜形貌分析 MoSe2层厚度分析 电池器件光伏性能 及机理探究 c) d)