구배 산화 처리된 CdS 전자 전송층으로 활성화된 탄소 기반 Sb2(S,Se)3 태양전지의 9% 인증 효율 기록

초록 카드뮴 황화물(CdS)는 고효율 Sb2(S,Se)3 태양전지의 표준 전자 전송층(ETL)으로 자리 잡고 있습니다. 그러나 그 좁은 밴드갭은 기생적인 짧은 파장 흡수 및 인터페이스 불일치를 통해 중요한 성능 제한을 부과합니다. 여기서 이 병목현상은 혁신적인 인-시투 오존 도핑 전략을 통해 타파됩니다. 이 접근법은 CdS ETL의 밴드갭을 넓히고 기생적인 짧은 파장 광손실을 급격히 억제하며, Sb2(S,Se)3 증착 중 응집된 Sb2O3 불순물 성장의 일관성을 방해하는 육각형에서 입방체로의 상 전이를 유도하며, 산소가 풍부하고 결함 저항성이 있는 FTO/CdS 인터페이스를 설계함으로써 재결합을 줄이고 우수한 캐리어 추출을 가능하게 합니다. 결과적으로, FTO/CdS:O/Sb2(S,Se)3/PbS/탄소 구성에서 탄소 기반 Sb2(S,Se)3 태양전지의 인증된 세계 기록 전력 변환 효율인 9.0%가 달성되었습니다( VOC 0.4908 V, JSC 26.88 mA cm−2, FF 68.19%). 이 연구는 탄소 기반 Sb2(S,Se)3 태양전지에 대한 새로운 기준을 설정하는 것을 넘어, 이러한 장치가 장기적이고 극단적인 습열 조건하에서도 캡슐화 없이 우수한 내구성을 보인다는 것을 보여줍니다. 이는 Sb2(S,Se)3 기술이 상업적 실현 가능성으로 나아가는 데 기여하고 있습니다.