尽管CdTe和Cu(In，Ga)Se₂（CIGS）基薄膜光伏（PV）技术已经高度成熟，实验室规模的效率超过22%。然而，这些技术对稀有元素如Te, In 和 Ga的依赖不可避免地限制了其未来产量，进而阻碍了其大规模应用。在这种背景下，Cu₂ZnSn(S_xSe_1-x)₄（CZTSSe）和相关化合物（kesterites）成为一种有效的薄膜PV替代品，具有更高的应用潜力，可用于未来低成本的PV器件的大规模生产。

近日，西班牙加泰罗尼亚能源研究所Víctor Izquierdo-Roca，Maxim Guc报道了结合先进的电子显微镜和光谱技术，对高效率Cu₂ZnSnSe₄基器件进行了详细的分析。特别是，通过将高分辨率电子显微镜技术与宏观、微观和纳米尺度的拉曼、X射线荧光和俄歇光谱测量相结合，实现了存在于器件界面和吸收体中的不同缺陷的形貌的完整表征。通过同时对整体和界面进行研究，可以评估器件各部分存在的缺陷对其性能的影响。

文章要点

1）研究发现，具有良好结晶质量和成分均匀的块体中存在孪晶缺陷，后界面存在微米和纳米空隙，而前界面存在晶粒间的不均匀和位错缺陷。这些问题，结合其他观察到的问题，如强烈的吸收体厚度变化和底部有小颗粒的双层结构，是限制CZTSe器件性能的主要因素。

研究工作为寻找新的解决方案，进一步发展kesterite技术，推动其向更高性能发展开辟了道路。

参考文献

R. Fonoll-Rubio, J. Andrade-Arvizu, J. Blanco Portals, I. Becerril, M. Guc, E. Saucedo, F. Peiro, L. Calvo-Barrio, M. Ritzer, C.S. Schnohr, M. Placidi, S. Estrade, V. Izquierdo-Roca and A. Perez-Rodriguez, Energy Environ. Sci., 2021

DOI: 10.1039/D0EE02004D

https://doi.org/ 10.1039/D0EE02004D