功率转换效率达 5.84%!三硫化二锑太阳能电池又创新纪录

该电池是通过添加一种特殊添加剂来制造的，该添加剂可改善三硫化锑薄膜的低结晶度和高电阻率。除了提高效率之外，该器件还显示出0.62V的开路电压、15.85mA/cm2的短路电流密度和59.61%的填充因子。

三硫化锑（Sb2S3）目前用于弹药、烟花。红宝石色玻璃和塑料。

中国西北工业大学的研究人员开发了一种基于三硫化二锑(Sb2S3)的平面薄膜太阳能电池，其功率转换效率为5.84%。作为比较，迄今为止开发的大多数三硫化锑电池的效率接近4%。

到目前为止，由于Sb2S3薄膜的低结晶度和高电阻率影响了器件在效率方面的性能，这种电池类型远未达到商业生产。然而，Sb2S3具有良好的带隙，范围从1.70到1.90eV，并且具有显着的光吸收系数，科学家们通过应用一种称为4-Chloro3-nitrobenzosulfonylChloride(CSCl)的添加剂制造了他们的设备，他们已经能够缓解这些问题。

将添加剂旋涂在氧化钛(TiO2)基材上并退火至结晶。Spiro-OMeTAD用于空穴传输层。CSCl的引入提高了具有[a]大晶粒尺寸的Sb2S3薄膜的结晶度，他们在最近发表的论文《提高Sb2S3平面薄膜太阳能电池性能的有效添加剂》中解释道。在材料组学杂志。而且CSCl分子[es]的两个末端Cl与Sb原子相互作用，这有利于增加Sb原子周围的电子密度。

此外，科学家们解释说，使用CSCl并没有改变Sb2S3薄膜的厚度，而是提高了Sb2S3薄膜的费米能级，从而增加了电池Sb2电子传输的驱动力S3和TiO2层。费米能级定义了辐射能量向电化学能量的有效转换。

在AM1.5G的标准照明下进行测试，浓度为0.5%和3%CSCl添加剂的两个器件的平均功率转换效率分别为4.35%和4.98%。CSCl浓度为1.5%时，电池效率为5.84%，开路电压为0.62V，短路电流密度为15.85mAcm2，填充因子为59.61%。含有0.5%、1.5%和[和]3%CSCl添加剂的Sb2S3薄膜显示出光吸收能力的明显改善，这源于Sb2S3薄膜的结晶度提高，中国研究小组表示。