近日，由电子信息与光学工程学院光电子所孙云教授和张毅教授带领博士生李建军共同完成的有关Cu2ZnSnSe4薄膜太阳电池的研究成果在能源领域顶尖刊物“Advanced Energy Materials上”发表。题目为“A temporary barrier effect of alloy layer during selenization: Tailoring the thickness of MoSe2 for efficient Cu2ZnSnSe4(CZTSe) solar cells”。

　　Cu2ZnSnSe4(铜锌锡硒)太阳电池是不含有稀贵金属的锌黄锡矿结构(kesterite)的新型化合物半导体光伏器件，具有光吸收吸收高、带隙与太阳光匹配、材料储备丰富且无毒和价格低廉、电池器件的理论效率高等优点，是国际光伏界十分关注的新材料和新器件。在前期的研究中，该研究小组采用溅射后硒化法制备CZTSSe(铜锌锡硫硒)薄膜太阳电池的吸收层与背电极Mo的附着力、S元素的损失及CZTSSe薄膜的反应机理进行了系列研究，相关研究结果发表在太阳电池领域专业期刊Solar Energy Materials & Solar cells(IF:5.03)上。据Elsevier统计，自去年10月发表到今年2月份，该文已被下载或浏览628次。

　　在此基础上，该研究小组针对由于CZTSe吸收层与Mo背电极界面不稳定，使得Mo背电极被硒化为MoSe2，从而严重制约电流收集的关键问题进行了深入研究。他们通过对金属预制层硒化工艺路线的精心设计，在不插入阻挡层的条件下，利用金属预制层自身合金化生成的物相成功实现了对MoSe2的可控生长，并实现了Mo与Cu2ZnSnSe4之间的欧姆接触。根据这一重要进展，将电池效率从5.6%(有MoSe2层)提高到8.7%(无MoSe2层)。相关研究结果发表在Advanced Energy Materials(IF:14.38)上。

　　据项目负责人张毅教授介绍，文章得到了审稿人的高度评价，发表后立即有国际同行索要文章，而且德国Wiley出版社旗下的MaterialsViewsChina.com网站近期对该工作进行了专题报道。根据这一突破，近期他们制备的CZTSe电池效率已提高到10.4%，并且经过中国科学院太阳光伏发电系统和风力发电系统质量检测中心检验，为目前国内报道的最高效率，研究水平进入了国际同行的前列。

　　相关工作得到了国家自然科学基金的资助。PL和TRPL的测试工作是在韩国西江大学物理系的Prof. H. Cheong实验室完成的。