随着全球能源危机日益严峻，作为清洁能源的太阳能电池成为解决世界能源危机的主要手段之一。非晶硅、CdTe、Cu(In/Ga)Se2等薄膜太阳能电池，具有材料消耗少、效率高等优点，正逐渐取代块体硅电池成为光伏市场的主流产品。提高转换效率和降低成本成为推进薄膜太阳能电池大规模应用的关键问题。薄膜太阳能电池通常采用Au、Ag、Al、Cu、Mo等金属薄膜作为背电极，不仅会增加电池成本，且由于半导体和金属薄膜之间的非欧姆接触，会影响电池效率。
近日，北京大学深圳研究生院新材料学院在潘锋教授指导下，博士后张明建和研究生林钦贤等人和团队的老师同学合作，发现了新型p型Cu9S5化合物具有良好的导电性，并将之制备成纳米薄膜，用作CdTe电池的背电极，实现了转换效率的提高。通过各种表征，揭示了导电半导体Cu9S5纳米薄膜和CdTe层之间的界面形成了Cu的梯度掺杂，实现了层间的欧姆接触，提高了载流子的传输和收集效率，从而最终实现了转换效率的提高。该研究成果已发表在国际材料著名期刊Nano Letters （2016, DOI: 10.1021/acs.nanolett.5b04510，影响因子13.6）。
图1、 P型Cu9S5导电纳米薄膜用作CdTe电池背电极实现转换效率的提升
该工作的合作者还包括学院兼职教授林原和特聘研究员梁军等。该项工作得到了广东省引进科技创新团队项目、深圳市薄膜太阳能薄膜电池材料实验室、深圳市新能源材料人工设计重点实验室、深圳孔雀计划及国家青年基金项目等基金的支持。
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文章链接：http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.nanolett.5b04510
Ming-Jian Zhang,‡ Qinxian Lin,‡ Xiaoyang Yang, Zongwei Mei, Jun Liang, Yuan Lin and Feng Pan*, Novel p-type conductive semiconductor nanocrystalline film as the back electrode for high-performance thin film solar cells, Nano Lett. 2016, DOI: 10.1021/acs.nanolett.5b04510
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