利用快速热蒸发法，科学家研发出硒化镉薄膜太阳能电池

硅基串联太阳能电池被认为是打破单结硅太阳能电池理论效率限制的最有希望的方案。以硅基串联太阳能电池为底层电池，顶层电池的最佳带隙为1.7eV，这使得双结串联太阳能电池的效率高达45%。III-V族半导体/硅和过氧化物/硅串联太阳能电池已达到约30%的高效率水平，证明了其可行性。然而，过氧化物的稳定性和III-V族半导体的高成本在很大程度上限制了其广泛应用。探索稳定、低成本、带隙为1.7eV的光伏材料在科学上具有重要意义，在技术上具有广阔前景。

硒化镉（CdSe）是一种II-VI族半导体，在硅基串联太阳能电池的应用中有巨大的潜力，因为它具有最佳的带隙约为1.7 eV、优秀的光电性能、高稳定性和低制造成本。尽管如此，硒化镉薄膜太阳能电池的进展仍与30年前一样，近年来对CdSe薄膜太阳能电池的系统研究很少。

研究团队提出了一种快速热蒸发(Rapid Thermal Evaporation, RTE)的方法来获得高质量的硒化镉薄膜，并设计了硒化镉薄膜太阳能电池。

在这项研究中，快速热蒸发法被用来沉积硒化镉薄膜，这些薄膜晶体质量很高，具有大晶粒尺寸。同时，硒化镉薄膜的直接带隙为1.72eV，缺陷相对较少。基于高质量的硒化镉薄膜，研究团队引入了相应的电子传输层（ETL）和空穴传输层（HTL）来构建硒化镉太阳能电池。

研究员表示，这项研究首次利用了快速热蒸发法来沉积硒化镉薄膜，此外，它还展示了硒化镉太阳能电池的设备设计及其太阳能电池的优点。未来，硒化镉太阳能电池在硅基串联应用中具有很大的潜力，这值得进一步研究。

这项研究题为"Rapid thermal evaporation for cadmium selenide thin-film solar cells"，已发表在Frontiers of Optoelectronics期刊上。

前瞻经济学人APP资讯组

论文原文：https://link.springer.com/article/10.1007%2Fs12200-021-1217-1