目前，铜铟镓硒（CIGS）薄膜太阳能电池的效率已达22.6%，超过多晶硅太阳能电池的最高效率（22.3%），表明CIGS作为太阳能电池吸光材料已经可以与晶体硅电池相抗衡。但高效率的CIGS薄膜太阳能电池均由真空法制备，设备昂贵，工艺复杂，生产成本高，导致CIGS薄膜太阳能电池价格居高不下。与真空法相比，溶液法制备CIGS薄膜太阳能电池不仅能够简化制备工艺、提高材料利用率，而且能降低生产成本，有望实现CIGS薄膜太阳能电池的大规模商业化生产。目前，采用肼溶液法已经成功制备出效率高达17.3%的CIGS电池，但肼的剧毒性、爆炸性限制了其商业应用。因此人们开始寻找肼的替代溶剂，并取得了一定的进展。
近期，南京邮电大学信息材料与纳米技术研究院辛颢课题组以DMF为溶剂制备了可在室温下长期稳定存放的前驱体溶液，并由该溶液经旋涂、退火、硒化制备铜铟硒（CIS）吸光层材料和太阳能电池器件。他们发现，在常规（1大气压）条件下进行硒化反应得到的吸光层薄膜晶粒松散、膜层中存在纵向贯穿的空隙，导致化学浴沉积的CdS缓冲层渗透并贯穿了吸光层，造成器件短路，光电转换效率小于0.1%。通过增加硒化反应的气氛压力（1.6大气压），抑制了铟元素的丢失，得到贫铜的多晶薄膜，晶粒排布致密，CdS层在薄膜表面分布平整，电池光电转换效率提高到10.3%。而且，加压条件下制备的CIS膜不需要KCN、(NH4)2S等溶液的刻蚀来除掉表面杂相，简化了工艺，降低了对环境的影响。
结果表明，加压硒化是一种行之有效的提高薄膜性质的方法，不仅为制备高效CIS薄膜太阳能电池器件提供了新思路，也能有效应用于其他无机薄膜太阳能电池（如CIGS、CZTS）吸光层的优化。相关工作最近在线发表在Wiley旗下期刊Solar RRL (DOI: 10.1002/solr.201800044) 上。
新闻来源：Materials Views 中国
新闻链接：http://www.materialsviewschina.com/2018/05/28787/
原文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/solr.201800044