近日，福建师范大学物理与能源学院陈桂林教授团队与武汉大学李建民副研究员团队合作通过水热原位法引入超薄PbS层作为Sb2(S,Se)3和碳电极之间的插入层，有效调整能级，提高了背接触质量，获得了迄今为止碳基Sb2(S,Se)3太阳能电池的最高FF（65.06 %）和PCE（8.0 %）。在这项工作中，首先采用不同沉积策略生长超薄PbS层来修饰背界面。与传统的PbS纳米颗粒路线相比，水热原位沉积的PbS更均匀、更紧密且无表面有机物污染。在水热过程中，Sb2(S,Se)3层上暴露的Sb原子会与溶液中的自由S2-相互吸引并结合，而表面的S原子则会与Sb和外来的Pb原子形成强共价，起到化学桥的作用。其次我们还提出了一个准外延生长模型，其中Sb2(S,Se)3薄膜的(120)择优取向倾向于与PbS的(222)取向结合，通过共享的硫原子形成Sb-S-Pb键，构建的有序匹配的Sb2(S,Se)3/PbS/Carbon界面，将减少可能的界面缺陷，并产生一个低电阻的载流子输运通道。最后与Sb2(S,Se)3相比，PbS具有较高的CBM，可以有效地阻止电子流进入PbS与空穴再结合，从而减少载流子再结合，增加了电荷传输效率。这种经PbS修饰的背界面有效地减少了电荷的复合，增强了器件的载流子传输。本研究为实现低成本、高效率全无机碳基Sb2(S,Se)3太阳能电池提供了一种有前途的背接触改性策略。
研究成果以“Manipulating Back Contact Enables Over 8%-efficient Carbon-based Sb2(S,Se)3 Solar Cells”为题发表于《Chemical Engineering Journal》（IF=13.2）。该论文中，硕士生吴凤英为第一作者，陈桂林、林丽梅以及武汉大学的李建民为共同通讯作者。该研究得到国家自然科学基和福建师范大学宝琛人才计划等项目的支持。
官网链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1385894722013717
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