MnS界面层

钝化缺陷 + 提升电荷传输

一种用于CZTSSe太阳能电池的热氧化MnS中间层，通过抑制背面MoSe₂并优化能带对准，大幅减少非辐射复合。

Jintang, Ban · Tao J. · Lijing, Wang · 任凤竹 · 寇东星 · 武四新 · 周正基

Advanced Materials 2026

具体参数

开路电压

{'zh': '550.7', 'en': '550.7'} mV

认证效率

{'zh': '14.35', 'en': '14.35'} %

界面缺陷密度

{'zh': '4.60×10¹⁴', 'en': '4.60×10¹⁴'} cm⁻³

载流子寿命（快衰减）

{'zh': '2.48', 'en': '2.48'} µs

载流子寿命（慢衰减）

{'zh': '208', 'en': '208'} µs

价带偏移

{'zh': '0.10', 'en': '0.10'} eV

技术优势

电压亏缺大幅收窄

通过MnS中间层抑制MoSe2过度生长、降低价带偏移至0.10 eV，并消除SnZn深能级缺陷，非辐射复合被显著削弱，VOC从典型值大幅提升至550.7 mV。

界面缺陷浓度降一个量级

MnS层使界面缺陷密度从1.31×10¹⁵ cm⁻³骤降至4.60×10¹⁴ cm⁻³，显著钝化背接触复合中心，载流子寿命因此延长约一倍。

Mn改性CZTSSe最高效率

该策略实现了14.35%的认证效率，是已报道Mn改性CZTSSe电池中的最高值，表明缺陷选择性钝化是解决此类材料电压亏缺的有效路径。

应用场景

• 薄膜太阳能电池：提供一种缺陷选择性钝化的背接触方案，突破低电压瓶颈。
• 铜锌锡硫硒电池：直接解决CZTSSe电池的VOC亏缺问题，提升至接近理论值。
• 界面工程：通过热氧化MnS层同时调控界面反应和能带对准，抑制MoSe2。
• 缺陷调控：Mn掺杂重构缺陷形成能，压制深SnZn反位而稳定浅受主型缺陷。