近期，武四新教授课题组的研究成果“Interface Engineering for High Efficiency solution-processed Cu(In,Ga)(S,Se)₂ Solar Cells via Novel Indium doping CdS strategy”在ACS Appl. Mater. Interfaces （DOI: 10.1021/acsami.1c12587）上发表。目前该杂志影响因子为9.229，JCR分区一区。

论文链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsami.1c12587。

采用化学水浴沉积(CBD)制备铟掺杂硫化镉(CdS)是提高CIGSSe效率的一种有效方法。然而，然而In₂S₃溶度积极低，极易在CBD沉积过程中产生In₂S₃沉淀。传统的CBD工艺难以增加CdS中In掺杂含量和实现能带结构调控。在本工作中，我们采用一种新型的CBD工艺制备了In掺杂CdS (In:CdS)缓冲层，在沉积缓冲层薄膜时将In源缓慢地加入到反应溶液中。在此过程中，参与实时沉积的In离子浓度显著降低。因此，可以有效提高In的掺杂量，且得到致密均匀的In:CdS薄膜。铟的掺杂可以提高CdS导带边缘，使其与CIGSSe吸收层形成更有利的Spike型能带排列。此外，新型的CBD工艺有效的提高了载流子浓度，促进载流子输运，降低了界面缺陷浓度，实现了CIGSSe/In:CdS异质结质量的改善。以In:CdS作为缓冲层的CIGSSe太阳能电池，其效率为16.4%，开路电压(V_oc)为670 mV, FF为75.3%。该研究对于改善铜铟镓硒薄膜太阳能电池界面质量，提升器件性能具有重要意义。

特种功能材料重点实验室常倩倩硕士为本论文第一作者，武四新教授和袁胜杰博士为论文通讯作者。本工作得到了国家自然科学基金委、河南省科技厅、河南省教育厅和河南大学的大力支持。

图1. 基于CdS和In:CdS的CIGSSe薄膜太阳能电池的J-V曲线