第十六届全国薄膜技术学术研讨会

硒化锑Sb₂Se₃原材料含量丰富、价格低廉，且物相单一稳定，是一种直接带隙半导体材料，光吸收系数高，Sb₂Se₃薄膜太阳电池理论光电转换效率高达30%，被认为是非常有前景的环境友好型薄膜太阳电池光吸收层材料之一，引起研究者的广泛关注。溅射硒化热处理被广泛用于制备CIG、CZTS和CZTSSe薄膜太阳能电池。而MoSe₂或MoS₂薄膜层则是许多顶衬结构硫族化合物薄膜太阳电池如CIGS、CZTSe、CZTSSe和Sb₂Se₃薄膜薄膜太阳电池在高温硒化或硫化退火过程中普遍存在的问题，过厚的中间层会显著增加器件的串联电阻，导致器件性能的变差，光电转换效率降低。
在本研究中，首先采用磁控溅射制备Sb金属非晶前驱膜，在饱和的硒气氛下进行热处理，经过硒化工艺的优化，成功地化合出化学成分理想、结晶度高且明显[221]择优晶体取向的Sb₂Se₃薄膜。结合第一性原理计算，Sb₂Se₃较MoSe₂界面的形成能更低，在化合反应过程中自主抑制较厚的MoSe₂形成，降低背接触势垒，改善了载流子输运，构建出光电转换效率为7%的硒化锑薄膜太阳电池且填充因子提高到60%。
 

硒化锑，磁控溅射，硒化热处理，背接触势垒