氢助力光伏电池效率新突破！

氢助力光伏电池效率新突破！

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https://www.sohu.com/a/853308925_121798711

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https://www.sohu.com/a/853308480_121798711

3.

https://blog.sciencenet.cn/blog-3411509-1470383.html

4.

https://lab.henu.edu.cn/info/1165/6362.htm

5.

https://www.nmsci.cn/nmsci/14211

近日，河南大学武四新教授团队在光伏电池研究领域取得重大突破。通过在铜锌锡硫硒（CZTSSe）光伏吸收层中引入氢（H），采用Ag/H共掺杂策略，成功解决了银取代铜锌锡硫硒（AZTSe）半导体中导电性差和载流子浓度低的问题，并有效钝化了SnZn相关缺陷，最终将光伏器件效率提升至14.74%。这一研究成果已发表在国际顶级期刊《Nano-Micro Letters》上，为未来高效薄膜光伏技术的发展提供了新的方向。

铜锌锡硫硒（CZTSSe）太阳能电池因其成本低、吸收系数高、带隙可调、理论光电转换效率高等优点，已成为下一代薄膜光伏技术的有力竞争者。然而，传统CZTSSe器件的性能受到SnZn相关缺陷的限制，导致严重的非辐射复合，使其本征极限效率远低于理论值。

研究团队创新性地提出了Ag/H共掺杂策略，通过银取代和氢等离子体处理协同抑制SnZn缺陷。具体而言，氢的引入不仅改善了银取代引起的导电性差和载流子浓度低的问题，而且氢诱导的C=O和O-H官能团作为电子供体，能与CZTSSe材料中的欠配位阳离子相互作用，有效钝化SnZn相关缺陷。

研究团队通过化学取代和等离子体处理的方法制备了Ag/H共掺杂CZTSSe吸收层。实验结果显示，Ag/H共掺杂样品的霍尔迁移率显著提升至1.03 cm²·V⁻¹·s⁻¹，明显高于参比样品的0.63 cm²·V⁻¹·s⁻¹和Ag掺杂样品的0.83 cm²·V⁻¹·s⁻¹。同时，CZTSSe样品的电阻率从2.48×10² Ω cm（参比样品）增加到峰值7.15×10² Ω cm，表明Ag和H掺杂有效减少了阳离子无序并改善了薄膜结晶性。

这一突破性进展不仅推动了CZTSSe太阳能电池技术的进步，更为未来的可持续能源解决方案提供了重要的理论基础与实践参考。随着技术的不断演进，Ag/H共掺杂技术有望在更广泛的领域得到应用，助力光伏行业的进一步发展与创新。

河南大学武四新教授团队的这一研究成果，通过巧妙设计的Ag/H共掺杂策略，成功解决了CZTSSe光伏电池中长期存在的效率瓶颈问题。这一突破不仅展示了氢掺杂技术在光伏领域的巨大潜力，也为未来高效薄膜光伏技术的发展开辟了新的方向。