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4月20日，記者從中國科學(xué)院上海光機所獲悉，該所強場激光物理國家重點實驗室與華中科技大學(xué)合作，從器件設(shè)計和太赫茲光譜研究等方向出發(fā)，發(fā)現(xiàn)了低毒、低成本硒化銻薄膜太陽能電池中快達幾個皮秒的熱電子提取過程，并成功抑制其缺陷復(fù)合過程。相關(guān)結(jié)果發(fā)表于ACS Energy Letters。

不斷提高太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率一直是光電器件研究者在新能源領(lǐng)域不懈的追求。同時，低成本、高效率的太陽能電池前沿研究也將為實現(xiàn)我國2030年碳達峰目標(biāo)和2060年碳中和目標(biāo)提供重要的理論與實驗研究基礎(chǔ)。


本工作將硒化銻薄膜生長在不同的緩沖層上，使用時間分辨太赫茲光譜研究其中的熱載流子提取與電荷分離動力學(xué)，實現(xiàn)了氧化錫作為電子傳輸層對電子提取過程（hot-electron extraction）的調(diào)控。通過光生載流子的電導(dǎo)率在太赫茲波段的色散關(guān)系分析，硫化鎘緩沖層與氧化錫緩沖層中兩種截然不同的光生載流子復(fù)合方式被發(fā)現(xiàn)。如圖所示，硫化鎘p-n結(jié)中存在20ps的載流子缺陷復(fù)合過程，而這一過程被氧化錫中只有幾個皮秒的超快熱電子提取過程所抑制，從而大幅度提升載流子的有效提取效率，為進一步提高硒化碲太陽能電池效率的器件設(shè)計提供了重要的研究基礎(chǔ)。 

原標(biāo)題：我國科學(xué)家發(fā)現(xiàn)硒化銻太陽能電池中電子超快提取過程