报告一:
报告题目:液相法制备高效的CZTSSe薄膜太阳能电池
报 告 人:武四新教授
单 位:河南大学
时 间:2021年4月16日(周五)上午9:00-9:40
地 点:材料学科楼413大会议室
报告摘要:
在铜锌锡硫硒薄膜太阳能电池中,由于Cu和Zn的离子半径和化学性质相似,极易形成高浓度的CuZn反位受主缺陷,影响了吸收层体相载流子的传输,并造成了p-n结界面处费米能级的钉扎,严重的制约了开路电压提升。该研究采用无水乙醇、二硫化碳、正丁胺和巯基乙酸的混合溶剂为溶解体系,以氧化亚铜、氧化银、氧化锌和氧化亚锡为原料,采用部分Cd取代Zn,Ag取代Cu,有效的降低了体相的缺陷难度,在此基础上,通过降低硒化温度的方法,制备出“V”型Ag梯度取代的(Cu1-xAgx)2ZnSn(S,Se)4光伏吸收层材料。在Mo/CAZTSSe界面加强了对长波长入射光的利用,降低了复合;在吸收层体相中最大限度地降低了CuZn反位缺陷的浓度,并保证了良好的电导性;在CdS/CAZTSSe界面处有效的实现了由p型向n型的转化,减弱了由CuZn反位缺陷造成的费米能级的“钉扎”效应,产生了较大的能带弯曲,提升了器件的Voc,有效提高了CAZTSSe薄膜太阳能电池的效率。
报告人简介:
武四新 博士,教授,博士生导师,河南省特聘教授,教育部新世纪优秀人才。1988.9 – 1992.6 河南大学化学专业,学士;1992.8 – 1995.6,中国科学院长春应用化学研究所,无机化学专业,硕士;1996.3– 1999.2,中国科学院上海光学精密机械研究所材料化学,博士。1999年博士毕业后在中国科学院上海光学精密机械研究所工作。2000.04-2002.03, 日本的东北大学,博士后;2002.04-2003.01, 筑波物质材料研究所,博士后,2003.02-2006.02美国德克萨斯大学Arlington 分校,博士后。2006年2月回到河南大学特种功能材料实验室工作,被聘为河南大学材料物理与化学专业特聘教授。2014.05起被聘为河南省高等学校无机化学专业特聘教授。目前的主要研究方向集中在薄膜太阳能电池材料的合成及电池器件的组装和性能的研究。作为负责人主持国家自然科学基金、教育部新世纪优秀人才支持计划、河南省高校科技创新团队等。在国际一流刊物如,Energy & Environmental Science;Advanced Functional Materials, Chem. Mater.; Green Chem.; J. Mater. Chem A; Chem. Commun.; ACS Appl Mater & Interface,Chemistry-A European Journal;J Phys Chem B, J Phys Chem C, Langmuir, Nanotechnology, Appl Phys Lett,等刊物上发表。
报告二:
报告题目:直立式硒化锡二维材料陷光阵列结构及其传感器件
报 告 人:杨春雷研究员
单 位:中国科学院深圳先进技术研究院
时 间:2021年4月16日(周五)上午9:40-10:20
地 点:材料学科楼413大会议室
报告摘要:
二硒化锡二维材料具有直接型能带结构、较高的面内载流子迁移率和超高的光电转换效率,近年来吸引了很多研究者的兴趣。由于常规机械剥离法及气相输运法等制备的二硒化锡纳米片一般是平躺在基底上并呈现零星分布状态,纳米级的材料厚度使得其对光的利用效率有限,片层材料的不均匀分布更是给器件的应用带来了巨大挑战。我们开发了一种超高真空环境中的共蒸发技术制备垂直生长的多层硒化锡纳米片阵列的新方法,利用该方法,可以在4英寸基底上获得均匀分布的直立式硒化锡纳米片阵列,该阵列呈现出优异的陷光结构,在可见光到远红外波段的宽谱范围都表现出良好的黑体特性,同时可以通过灵活调控材料中Se空位的浓度,从而获得金属型或半导体型材料,赋予了该材料的多应用场景优势。
我们将重点介绍硒化锡纳米片在几类传感器中的性能极其应用前景,包括高性能柔性气体传感器和柔性压力传感器、高均匀性和高增强因子的表面增强拉曼(SERS)传感器、超高外量子效率的图像传感器。直立结构的大面积二硒化锡纳米片阵列技术,将有机会推动二维材料光电子器件的规模化制备和商业应用。
报告人简介:
中国科学院深圳先进技术研究院研究员,光子信息与能源材料研究中心主任。2005年博士毕业于香港科技大学物理系,2007年任中山大学理工学院副教授,2011年入选中科院“百人计划”,2017年入选广东省科技创新“领军人才”。近年研究方向主要包括薄膜太阳能电池及新型图像传感器等,聚焦于化合物半导体光电材料和器件工艺研究及产业化技术开发。先后承担科技部重点专项和自然科学基金等国家级项目8项,发表SCI论文100余篇,带领团队开发出了转化效率达21%以上的铜铟镓硒薄膜电池工艺。
报告三:
报告题目:铜锌锡硫薄膜太阳能电池的界面工程
报 告 人:苏正华特聘研究员
单 位:深圳大学物理与光电工程学院
时 间:2021年4月16日(周五)上午10:20-11:00
地 点:材料学科楼413大会议室
报告摘要:
目前铜锌锡硫(Cu2ZnSnS4, CZTS)由于电池的界面复合比较严重,导致电池开路电压和填充因子都比较低,因此其最高转换效率仅为11%左右。 在此报告中,针对CZTS 电池界面问题对我们的研究做了一个小的总结:首先设计了新的电池结构,研究了器件退火对ITO薄膜性能、电池界面元素扩散、载流子浓度和界面能带排列的影响规律,获得了基于阳离子掺杂纯硫化物CZTS 电池效率超过12%;然后回顾了课题组对化学浴沉积硫化镉方法的一系列改进,提出了一种高效均匀的化学浴薄膜沉积方案;接着提出了一种基于放电等离子烧结(SPS)制备CZTS薄膜溅射靶材的工艺来制备CZTS 前驱体薄膜,通过引入双气压溅射模式,获得了兼顾薄膜质量和结合力以及高质量的背电极界面的CZTS 薄膜,获得9.3%的超薄CZTS(~400nm)电池光电转换效率;最后通过引入三价铝离子处理异质结界面,达到铟离子扩散相同的效果,获得了超过10%的无铟CZTS 薄膜太阳能电池。
报告人简介:
苏正华,男,2013年获得中南大学新能源材料与器件专业博士学位,2014年至2016年在新加坡南洋理工大学博士后工作,2016年9月回国在南方科技大学担任助理教授,2018年加入深圳大学,现任深圳大学物理与光电工程学院特聘研究员。苏正华博士一直从事薄膜半导体材料的研究(包括光热电、铁磁和铁电性能等),特别是在硫化物薄膜太阳能电池的研究方面深耕多年,是纯硫化物CZTS薄膜太阳能电池转换效率的世界纪录保持者。学术上在Advanced materials、Advanced Energy Materials、Joule、Nano Energy 等优秀期刊发表论文近50篇,单篇引用超200次。多次担任国际著名期刊如Advanced materials, Advanced Energy Materials,Advanced Functional Materials, Chemistry of Materials, Solar Energy Materials and solar cells, Acs Applied Materials & Interfaces 等期刊的审稿人。

