四元銅-銀-鉍-碘化物代表了用于光伏和光電探測器應用的有希望的新型寬帶隙(2 eV)半導體。
英國牛津大學Henry J. Snaith、Harry C. Sansom和Laura M. Herz等使用氣相共蒸發制備Cu2AgBiI6薄膜和光伏器件。
本文要點:
(1)
研究結果表明,氣相沉積膜的性能高度依賴于加工溫度,表現出增加的針孔密度,并根據沉積后退火溫度轉化為四元相、二元相和金屬相的混合物。這種相位變化伴隨著光致發光(PL)強度和電荷載流子壽命的增加,以及在高能量(約3 eV)下出現額外的吸收峰。通常,增加的光致發光是太陽能吸收器材料的理想性能,但是光致發光的這種變化歸因于CuI雜質疇的形成,其缺陷介導的光學躍遷主導了薄膜的發射性能。通過光泵太赫茲探針光譜,揭示了CuI雜質阻礙Cu2AgBiI6薄膜中電荷載流子的傳輸。還揭示了Cu2AgBiI6材料的主要性能限制是短的電子擴散長度。
(2)
總的來說,這些發現為解決銅-銀-鉍-碘化物材料中的關鍵問題鋪平了道路,并指明了開發環境兼容的寬帶隙半導體的策略。
參考文獻:
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