硫化物黃錫礦Cu?ZnSnS?（CZTS）是一種極具潛力的光伏材料，尤其適用于多結太陽能電池。然而，其器件效率多年來停滯不前，主要歸因于硫空位（V?）等深能級缺陷導致的嚴重非輻射復合。
本研究深圳大學梁廣興等人提出了一種通過在富氧環(huán)境中對CdS/CZTS異質結進行熱處理的鈍化策略。在此過程中，氧原子占據(jù)硫空位，抑制V?缺陷。此外，鎘離子向CZTS吸收層的擴散以及Na-O和Sn-O復合物的形成進一步鈍化了相關缺陷。這些效應減少了電荷復合并優(yōu)化了能帶對齊，最終使空氣溶液法制備的CZTS太陽能電池（帶隙1.5 eV）實現(xiàn)了11.51%的認證效率（實驗室效率達11.89%），且無需任何外來陽離子合金化。
該研究為黃錫礦太陽能電池的缺陷鈍化與性能提升機制提供了新見解。
文章亮點總結
創(chuàng)新鈍化策略：通過富氧環(huán)境熱處理，氧原子占據(jù)硫空位（V?），將有害深能級缺陷轉化為良性O?缺陷，顯著抑制非輻射復合。
效率突破：實現(xiàn)純硫化物CZTS太陽能電池11.51%的認證效率（實驗室效率11.89%），為無外來陽離子合金化的同類器件最高紀錄。
多效協(xié)同優(yōu)化：氧處理還促進Cd離子擴散和Na-O/Sn-O復合物形成，改善能帶對齊并延長載流子壽命，全面提升器件性能。
Wu, T., Chen, S., Su, Z. et al. Heat treatment in an oxygen-rich environment to suppress deep-level traps in Cu2ZnSnS4 solar cell with 11.51% certified efficiency. Nat Energy (2025).
https://doi.org/10.1038/s41560-025-01756-2
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