我校物理与能源学院陈桂林教授、陈水源教授在Sb2(S,Se)3薄膜太阳能电池研究领域取得新进展

Sb₂(S,Se)₃具有优异的光电特性，被认为是一种极具发展潜力的薄膜太阳能电池吸光材料。然而，当前大多数高效率的Sb₂(S,Se)₃太阳能电池均需要依赖金（Au）或Spiro-OMeTAD/Au作为背接触材料。一方面昂贵的金大幅度增加了器件的制作成本，另一方面有机空穴传输层Spiro-OMeTAD中的锂盐添加剂易吸水，极大限制了器件的长期稳定性。因此，发展一种新型、高效、廉价、稳定的Sb₂(S,Se)₃太阳能电池背接材料迫在眉睫。

近期，福建师范大学陈桂林教授、陈水源教授团队联合武汉大学李建民副研究员，首次提出在Sb₂(S,Se)₃薄膜太阳能电池中引入钛碳化物MXene (Ti₃C₂T_x)作为背电极，对应器件结构为FTO/CdS/ Sb₂(S,Se)₃/MXene。得益于其具有的高导电性、适中反射率和柔性薄片结构等特征，基于MXene的Sb₂(S,Se)₃器件性能比传统的碳电极和金电极分别高出153%和77%，有望取代传统的碳和金电极。特别地，MXene丰富的末端基团赋予其可调的功函数以及在Sb₂(S,Se)₃与MXene之间形成了Sb-O化学桥键，这些均有效地抑制了背接触界面的载流子复合、增强了电荷传输效率。基于此，获得了迄今为止无空穴传输层Sb₂(S,Se)₃太阳能电池中的最高光电转换效率8.29%。

该研究成果以《High-Efficiency Sb₂(S,Se)₃ Solar Cells with New Hole Transport Layer-free Back Architecture via 2D Titanium-carbide MXene》为题发表于学术期刊《Advanced Functional Materials》上（IF=18.8）。该论文福建师范大学为第一单位，我校李虎硕士研究生为第一作者，陈桂林教授、陈水源教授和武汉大学李建民副研究员为共同通讯作者。该研究工作得到国家自然科学基金、福建省自然科学基金和福建师范大学宝琛人才计划等项目资助。

Sb₂(S,Se)₃太阳能电池JV曲线图

原文链接：https://doi.org/10.1002/adfm.202110335