武四新教授课题组基于前期研究成果,采用乙二胺和乙二硫醇的混合溶液为溶剂,铜粉、铟粉、镓颗粒,硒粉为原料制备前驱体溶液。通过旋涂的方法制备CIGSe前驱体薄膜并经过快速高温退火硒化制备结晶性良好的薄膜。将制备的薄膜组装电池,测试得到了9.5%的转换效率。该研究结果发表在Journal of Material Chemistry A 2015,3,19263-19267.(SCI一区,IF=7.443)
CIGSe前驱体溶液(左下),CIGSe薄膜太阳能电池器件(中),CIGSe电池的J-V曲线(右下)
由于溶液法制备薄膜的低成本、简单易操作以及可工业化生产的优势,我们采用非肼的、低毒的乙二胺和乙二硫醇的混合溶液为溶剂;采用铜粉,铟粉,镓粒,硒粉为溶质来制备CIGSe前驱体溶液。此方法从源头上不引入氯、氧等杂质离子,且可以精确控制CIGSe薄膜中的元素比例,使得CIGSe薄膜电池具有较好的重复性和稳定的高效率。将制备的CIGSe薄膜高温硒化后组装电池,取得了9.5%的电池效率,该效率可以和目前用肼为溶剂的方法制备的电池效率相比。我们的研究为未来CIGSe薄膜太阳能电池的工业化生产提供了一种简单可行的方法和思路。