四元铜-银-铋-碘化物代表了用于光伏和光电探测器应用的有希望的新型宽带隙(2 eV)半导体。
英国牛津大学Henry J. Snaith、Harry C. Sansom和Laura M. Herz等使用气相共蒸发制备Cu2AgBiI6薄膜和光伏器件。
本文要点:
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研究结果表明,气相沉积膜的性能高度依赖于加工温度,表现出增加的针孔密度,并根据沉积后退火温度转化为四元相、二元相和金属相的混合物。这种相位变化伴随着光致发光(PL)强度和电荷载流子寿命的增加,以及在高能量(约3 eV)下出现额外的吸收峰。通常,增加的光致发光是太阳能吸收器材料的理想性能,但是光致发光的这种变化归因于CuI杂质畴的形成,其缺陷介导的光学跃迁主导了薄膜的发射性能。通过光泵太赫兹探针光谱,揭示了CuI杂质阻碍Cu2AgBiI6薄膜中电荷载流子的传输。还揭示了Cu2AgBiI6材料的主要性能限制是短的电子扩散长度。
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总的来说,这些发现为解决铜-银-铋-碘化物材料中的关键问题铺平了道路,并指明了开发环境兼容的宽带隙半导体的策略。
参考文献:
B. W. J. Putland, M. Righetto, H. Jin, M. Fischer, A. J. Ramadan, K.-A. Zaininger, L. M. Herz, H. C. Sansom, H. J. Snaith, Compositional Transformation and Impurity-Mediated Optical Transitions in Co-Evaporated Cu2AgBiI6 Thin Films for Photovoltaic Applications. Adv. Energy Mater. 2024, 2303313.
DOI: 10.1002/aenm.202303313
https://doi.org/10.1002/aenm.202303313