SnS界面的大能带弯曲为高效薄膜太阳能电池打开了大门

在开发更环保的薄膜太阳能电池的热潮中，硫化锡(SnS)太阳能电池显示出巨大的潜力。然而多年来，SnS太阳能电池一直难以实现高转换效率。为了克服这个问题，展示大带弯曲的SnS界面是必要的，这是一个研究小组最近取得的成果。

随着对碳中和的不断推动，以及全球变暖引起的气温上升和自然灾害的令人担忧的趋势继续存在，太阳能电池将在世界向可再生能源的过渡中发挥关键作用。

现在，一个研究小组已经为在硫化锡(SnS)太阳能电池中实现更高的开路电压铺平了道路，从而实现了它们作为薄膜太阳能材料的潜在潜力。

薄膜太阳能电池由具有强光吸收能力的化合物半导体组成，需要的原材料更少，生产起来更轻、成本更低。

SnS是一种具有环保资质的薄膜太阳能电池材料，因为它不含稀有或有毒元素。然而，近年来，研究人员开始质疑这一前提，因为尽管对其进行了20多年的研究，但由于开路电压较低，其转换效率仅达到5%。

该小组由东北大学先进材料多学科研究所助理教授IsseiSuzuki领导，成功展示了具有大能带弯曲的SnS界面——这是获得更高开路电压所必需的。

“我们使用光电子能谱分析了氧化钼沉积在SnS单晶上的界面的电子结构，”铃木说。“我们确认界面态达到了高开路电压。”

这也不是铃木在SnS薄膜太阳能电池领域的首次突破。2021年12月，他领导的另一个团队生产出了世界上第一个n型SnS薄膜。这使得能够在薄膜中形成同质结。

对于当前的研究，该小组还提出了一种制造适用于SnS薄膜太阳能电池的界面的方法，包括减少SnS薄膜中的硫缺乏，并在其n型和p型层中采用同质结结构。

“在不久的将来，我们希望制造出具有高转换效率的同质结太阳能电池，”铃木补充道。