近期，武四新教授课题组的研究成果《Rational Design of Heterojunction Interface for Cu₂ZnSn(S,Se)₄ Solar Cells to Exceed 12% Efficiency》在Solar RRL（DOI: 10.1002/solr.202101032）上发表。目前该杂志影响因子为8.582，JCR分区一区。

论文链接：https://doi.org/10.1002/solr.202101032

锌黄锡矿Cu₂ZnSn(S,Se)₄(CZTSSe)太阳能电池的光伏性能远低于其前身CuInGaSe₂。一个主要的原因是其在不匹配的CZTSSe/CdS异质结界面处存在严重的非辐射复合，导致器件较大的开路电压损耗，在这里我们开发了一种独特的掺铟(In)的策略来沉积In_xCd_1-xS缓冲层以优化异质结界面。结果表明，采用In离子逐滴滴加法来制备In_xCd_1-xS可以有效抑制不良二次相的形成，并且铟（In）可以更容易地掺杂到CdS的晶格中，形成额外有益的浅施主In_Cd缺陷，从而显著提高了CdS的电学性能。CdS层和异质结界面的质量得到有效改善。此外，调整能带排列可以促进界面电荷的提取和转移，从而减少前CZTSSe/CdS异质结界面处的非辐射电荷复合。因此，上述组合将器件的光电转换效率(PCE)从10.2%提高到12.4%，这是此类电池的最高效率之一，其中开路电压损耗 (Voc,def) 降低低至0.54V。该策略为优化CZTSSe太阳能电池的异质结界面以降低电压损耗并实现高效率提供了合理的设计。

特种功能材料重点实验室符俊杰博士为论文第一作者，河南大学武四新教授、陕西师范大学刘生忠教授和田庆文副教授为论文的共同通讯作者。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. In掺杂CdS的制备方式；基于CdS和In_1-xCd_xS的CZTSSe器件J-V曲线