宽禁带的黄铜矿型Cu
2
ZnSnS
4
为单结和串联光伏应用提供了一种经济可行、可持续来源且环保的材料。然而，自2018年以来，这类太阳能电池的效率纪录停滞在11%，主要是由于载流子在收集前发生了复合。
本文中，
新南威尔士大学Jialiang Huang、Kaiwen Sun和郝晓静等人
展示了在氢气氛围下退火的器件中，载流子收集能力的增强。我们发现氢主要被引入到n型层和吸收层表面。此外，我们表明，氢处理促使氧和钠从吸收体内部向表面扩散，有利于降低表面的受主浓度，并增加吸收体内部的p型掺杂。因此，费米能级钉扎得以解除，载流子在吸收体中的传输得到了促进。
最终，在无镉的器件中实现了认证效率为11.4%。尽管氢化作用在硅光伏中已经发挥了重要作用，我们的发现可以进一步推动其在新兴光伏技术中的应用。
Wang, A., Cong, J., Zhou, S. et al. Hydrogen-enhanced carrier collection enabling wide-bandgap Cd-free Cu2ZnSnS4 solar cells with 11.4% certified efficiency. Nat Energy (2025).
https://doi.org/10.1038/s41560-024-01694-5
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