河南大学考研(河南大学考研专业目录及考试科目)

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（1）液体法制备Cu(In,Ga)Se2太阳能电池

近期，河南大学武四新教授课题组的研究成果“Over 16% Efficient Solution-Processed Cu(In,Ga)Se2 Solar Cells via Incorporation of Copper-Rich Precursor Film” 在Small （2022, DOI: 10.1002/smll.202203443.）上发表。目前该杂志影响因子为15.153，JCR分区1区。

溶液法制备Cu(In,Ga)Se2 (CIGS)吸收层是一种极有前景的制备工艺。然而，溶液法制备的CIGS太阳能电池器件性能仍然受严重的非辐射复合和不理想的晶体质量制约。针对上述问题，本工作开发了一种简单有效的前驱体膜处理策略，即在CIGS前驱体膜底部引入富Cu (CGI 大于1) CIGS层，成功在溶液法中实现了富铜组分的引入。研究发现富Cu CIGS层的引入大大提高了吸收层结晶性，降低了吸收层缺陷密度。从而实现了更高效的电荷收集和分离。通过系统优化，本研究获得了16.05%的光电转换效率。该研究为改善溶液法制备的铜铟镓硒薄膜质量提供了新的技术手段。

特种功能材料重点实验室硕士高迁迁为本论文第一作者，武四新教授和袁胜杰副教授为论文通讯作者。本工作得到了国家自然科学基金委、河南省科技厅、河南省教育厅和河南大学的大力支持。

论文链接：

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/smll.202203443

（2）在高效率CZTSSe太阳能电池研究获进展

近日，河南大学武四新教授课题组在液相法制备Cu2ZnSn(S,Se)4领域取得新进展，相关成果以“Gradient Conduction Band Energy Engineering Driven High-Efficiency Solution-Processed Cu2ZnSn(S,Se)4/ZnxCd1–xS Solar Cells上发表（Adv. Funct. Mater. 2022, 2209187）。目前该杂志影响因子为19.924，JCR分区一区。

目前CZTSSe太阳能电池的光电转换效率严重低于其理论转换效率。在CZTSSe/CdS界面处严重的载流子复合是导致开路电压损失大和器件性能低的主要原因。在经典的CdS缓冲层中掺杂Zn元素是优化异质结界面能带排列和降低界面缺陷的可行策略。但目前Zn掺杂CdS的方法还不尽如人意。

本研究工作提出改变Cd和Zn源直接混合的添加方式，在CdS沉积过程中，逐渐加入Zn到Cd的缓冲溶液中。由于Zn的沉积速率慢，缓冲液中的Zn/Cd比例会逐渐增加，导致沉积达到CdZnS层的Zn的含量逐渐提高，从而使得CdZnS带隙逐渐增大，形成梯度带隙ZnCdS缓冲层。梯度能级结构将传统 spike 结构的导带带阶由一个较大的带阶转换为若干个更小的带阶，更有利于光生电子的传输，使缓冲层的吸收更趋向于紫外光，减少可见光的损失。同时CdS引入Zn可以降低界面缺陷浓度。通过优化缓冲层梯度，我们制备出了效率为12.35%的CZTSSe太阳能电池。本研究工作对进一步优化异质结界面质量、提升CZTSSe太阳能电池效率提供了新的研究思路和技术手段。

图1. 梯度带隙ZnCdS缓冲层器件能带结构和性能。

特种功能材料重点实验室硕士研究生徐圳和高迁迁为论文第一作者，武四新教授和袁胜杰副教授为论文共同通讯作者。本工作得到了国家自然科学基金委、河南省科技厅、河南省教育厅和河南大学的大力支持。

来源：河南大学

文章链接：

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adfm.202209187

（3）在Cu2ZnSn(S,Se)4薄膜太阳能电池获进展

近日，河南大学武四新教授课题组在Cu2ZnSn(S,Se)4薄膜太阳能电池领域取得新进展，相关成果以“Two-Step Cooling Strategy for Synergistic Control of CuZn and SnZn Defects Enabling 12.87% Efficiency (Ag,Cu)2ZnSn(S,Se)4 Solar Cells” 为题在Adv. Funct. Mater. 2022, 2209187上发表。目前该杂志影响因子为19.924，JCR分区一区。

锌黄锡矿薄膜中存在着大量的本征缺陷和缺陷簇，特别是以CuZn和SnZn为代表的有害缺陷，是导致严重的非辐射复合以及较差光伏性能的重要原因。大多数缺陷在晶体生长过程中形成，近年来的研究表明调控晶体生长过程来抑制本征缺陷是一个有效策略，但是晶体生长过程中降温过程的影响被研究者们忽视了。

基于之前的掺银CZTSSe工作，团队对硒化长晶的步骤设计了先快后慢的两步降温策略，实现了Sn相关缺陷和缺陷簇以及Cu-Zn无序缺陷的协同抑制。较高温度段的快速降温抑制了锌黄锡矿相分解和Sn的损失，抑制了Sn相关的缺陷和缺陷簇，低温段的慢速降温给了晶格充分的弛豫时间，提高了Cu-Zn有序度，两段降温过程协同作用，减弱了带尾态效应，促进了载流子传输，最终使开压提高近50 mV并实现了12.87%的光电转换效率。本研究工作首次指出了硒化降温过程对缺陷的影响，同时对抑制本征缺陷，提高锌黄锡矿太阳能电池效率提供了一个简便有效的新思路。

图1. 两步降温过程示意以及相应太阳能电池光伏性能以及参数对比图。

特种功能材料重点实验室硕士研究生耿航为论文第一作者，武四新教授和孟月娜副教授为论文共同通讯作者。本工作得到了国家自然科学基金委、河南省科技厅、河南省教育厅和河南大学经费项目的大力支持。

来源：河南大学

文章链接：

https://doi.org/10.1002/adfm.202210551

来源：综合于河南大学新闻网

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