Cu2ZnSn(S，Se)4纳米晶薄膜太阳能电池的研究进展

舒　博，凌武定，韩奇峰

(上海师范大学数理学院，上海200234)

Cu2ZnSn(S，Se)4纳米晶薄膜太阳能电池的研究进展

舒博，凌武定，韩奇峰

(上海师范大学数理学院，上海200234)

摘要:Cu2ZnSn(S，Se)4(CZTSSe)材料因其光吸收系数高，具有理想的带隙，且所含元素丰度高、无毒等特性，非常适合作为太阳能电池的吸收层材料，有望成为低成本和高性能光伏发电的材料之一，引起广泛的关注．介绍了CZTSSe材料的基本物理性质及其纳米晶的生长机制，重点介绍了热注入方法合成CZTSSe纳米晶的过程，概述了目前CZTSSe纳米晶薄膜太阳能电池的现状，最后探讨了CZTSSe薄膜太阳电池中存在的问题及以后的发展方向．

关键词:Cu2ZnSn(S，Se)4;热注入;纳米晶;薄膜太阳电池

0引言

随着全球经济复苏和科技发展，不可再生能源的枯竭和环境的日益恶化已经成为阻碍人类生存发展的重大障碍．为了有效解决这些问题，以铜锌锡硫(Cu2ZnSnS4)为代表的I2-Ⅱ-Ⅳ-Ⅵ4硫族化合物半导体在太阳能电池等领域取得了良好的应用前景和实现商业化应用的可能，未来有可能成为人类生存和可持续发展的重要实现途径之一．

目前，化合物半导体CdTe和CuInGaSe2是两种重要的薄膜太阳能电池的吸收层材料，如图1所示，碲化镉(CdTe)和铜铟镓硒(CIGS)薄膜太阳电池的最高能量转换效率分别达到了21．7%和21．5%[1-2]．但是，铟(In)元素的稀缺以及有毒的镉(Cd)元素制约着这些材料的大量生产．砷化镓(GaAs)太阳能电池制备工艺复杂导致电池价格昂贵，因而在大规模推广上存在很多障碍．近年来，人们注意到可以用含量……