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太阳能的探索与应用：新的可能

自太阳能作为一种新兴能源跃入公众视野后，其利用方式便成为了人们关注的焦点。太阳能电池，早已深入人们的生活，成为最被熟知的能源转化方式。在太阳能电池的背后，光伏材料扮演着举足轻重的角色。

一、关于Sb(S,Se)

Sb(S,Se)，其化学式为硒硫化锑，具有组分简单、结构稳定和储量丰富的特点。它的带隙在1.1-1.7 eV范围内可调控，使得它具有极高的光收集潜力。根据Shockley-Queisser理论，Sb(S,Se)单结太阳能电池的理论光电转换效率可达32%，这使得它备受瞩目。

Sb(S,Se)的吸收系数较高，仅需几百纳米厚度的薄膜便能吸收足够的太阳光，这一特性使其与迅速发展的钙钛矿材料相媲美，在超轻、便携式发电器件方面具有巨大应用潜力。

二、Sb(S,Se)的研究进展

鉴于Sb(S,Se)的优异特性，国内外众多学者纷纷投身研究，并取得了一系列重要成果。目前制约Sb(S,Se)应用的主要问题是光电转换效率。对于无机薄膜太阳能电池而言，光吸收材料的质量以及界面共同决定了最终器件的效率。制备具有合适带隙宽度、高结晶度、有利于电荷传输的光吸收层和控制界面元素的扩散是提升器件性能的关键。

三、水热沉积法的突破

近期，科学技术大学的陈涛教授、朱长飞教授团队与澳大利亚新南威尔士大学的Xiaojing Hao教授课题组共同发展了水热沉积法制备Sb(S,Se)半导体薄膜材料。这一方法的应用使得太阳能电池的光电转换效率实现了10%的突破，Sb(S,Se)因此成为继钙钛矿之后的又一高效太阳能电池光吸收材料。

科学技术大学研究团队在合金型Sb(S,Se)太阳能电池的研究中，通过溶液旋涂法、气相法等多种方法，不断提高光电转换效率，并已取得显著成果。

四、水热沉积法的优势

相对于气相沉积，水热沉积法具有更高的前驱物浓度。在超临界状态下，水热沉积过程可以生成致密、平整、晶粒尺寸较大且横向元素分布均匀的光吸收薄膜。与溶液法相比，水热法沉积的Sb(S,Se)薄膜质量同样表现出明显优势，更有利于载流子的传输和复合的减少。

五、薄膜性质的调控

该团队还发现，通过调整沉积过程中源材料的浓度比，尤其是硒源与硫源的浓度比，不仅可以控制薄膜的质量，还可以调控薄膜的光吸收、晶体取向和缺陷性质。这一发现为实现更高的光电转换效率提供了新的途径。

六、专家评价及期待

此项研究得到了审稿人的高度评价。他们认为这是一个里程碑式的效率，为Sb(S,Se)太阳能电池的发展带来了新的曙光。期待Sb(S,Se)太阳能电池的效率突破能使其成为光伏领域的下一个经典材料。

七、研究成果团队及支持

论文的共同第一作者是科学技术大学化学与材料科学学院的博士后唐荣风、博士生王小敏和连伟涛。朱长飞教授、陈涛教授以及合作的多位国内外学者为该论文的共同通讯作者。该项研究还得到了科技部、自然科学委以及合肥微尺度物质科学研究中心的支持。

八、参考文献

2. Li等（2019）介绍了9.2%效率的核壳结构锑硒化物纳米棒阵列太阳能电池。

3. Wang等（2018）详细描述了Sb(S,Se)基太阳能电池的发展。

4. Zhang等（2020）介绍了全锑硫化物串联太阳能电池的研究。

九、来源感谢

感谢科学技术大学为此研究的贡献与支持。

此文章内容仅供参考，具体数据和研究成果需经过专业机构验证。