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辛颢: 溶液路径制备高效铜铟镓硒和铜锌锡硫薄膜太阳能电池

发布时间:2025-09-30
点击:
来源:微电子学院

报告时间2025年10月8日(星期三)11:40

报告地点翡翠湖校区翡翠科教楼四楼中庭会议室

报 告 人辛颢 教授

工作单位南京邮电大学

举办单位微电子学院

报告简介

降低成本是太阳能清洁能源与化石能源抗衡的根本。与硅晶太阳能电池相比,铜铟镓硒(CIGS)为直接带隙半导体材料,吸光系数高,用料少,理论效率高。最近CIGS薄膜电池的效率已经超过23%,显示出其良好的应用前景。然而目前高效CIGS电池都是由真空法制备的,而可以大面积制备的溶液法无疑是降低制备成本的最好选择。铜锌锡硫(CZTS)与CIGS具有相同的晶体结构和和理论效率但使用储量高成本低的原材料,因此可以进一步降低电池的材料成本。在此次报告中,我将主要介绍课题组在溶液法制备CIGS和CZTS薄膜太阳能电池领域取得的进展。在CIGS方面,我们的研究主要集中在通过溶液化学逐步实现以绿色溶剂取代环境有害溶剂,并通过控制薄膜结晶条件和控制结晶反应路径提高效率,通过可大面积制备的刮涂工艺效率达到17%以上。在CZTS方面,通过控制溶液配位化学,首次实现直接相变路径制备CZTS(及合金)多元化合物半导体薄膜材料,不仅有效抑制了体相和表面缺陷,而且提供了系统研究CZTS/CdS异质结界面严重非辐射复合根源的平台。打破IBM公司保持8年之久的记录效率,创造13.0%新的世界纪录。进一步通过溶液组分调控促进薄膜纵向和横向均匀结晶,实现大面积薄膜的均匀性,创造第一个CZTS组件世界记录效率。我们的研究结果证明了溶液路径制备多元无机化合物薄膜材料技术路线的可行性,为该类材料的低成本大面积应用提供了基础。

报告人简介

辛颢,南京邮电大学有机电子与信息显示国家重点实验室、化学与生命科学学院教授,博士生导师。2003年于北京大学化学与分子工程学院无机化学专业。2003年到2006年先后以JST CREST 和JSPS研究员的身份在日本物质材料研究机构和日本北路先端科学技术大学院大学从事无机发光材料方面的研究。2006年12到2015年5月在美国华盛顿大学从事有机和铜锌锡硫薄膜太阳能电池方面的研究,并在2015年6月回南京邮电大学工作。研究领域主要涉及有机和无机光电功能材料的设计、合成及其在有机电致发光和太阳能电池中的应用。通过溶液化学调控多元化合物半导体薄膜的光电性能和光伏性能是目前课题组的研究重点。创造CZTSSe单结电池和组件世界记录效率,保持该领域的国内记录。在Nature Energy, Journal of the American Chemical Society, Energy & Environmental Science, Advanced Energy Materials等国内外知名学术期刊发表SCI论文80多篇,授权国际专利一件,日本专利两件,中国专利十件,PCT专利三件。主持科技部重点研发计划项目(课题)、国自基金、省级科研项目多项

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