师文建 杜秀云

(辽宁师范大学物理与电子技术学院 辽宁 大连 116029)

一、引言

近几十年以来由于传统化石能源的过度开采与大量燃烧，全人类正共同面临着传统化石能源的枯竭以及环境污染的双重困境能源问题。太阳能电池的出现解决了这一困境，Green教授[1]把太阳能电池的发展划分为三代。第一代太阳能电池以硅基太阳电池为主，它的制备技术较为成熟，应用最为广泛，已经在太阳能电池产业中占据着统治地位[2]。硅基太阳能电池又分为单晶硅电池和多晶硅电池。如今它们的电池的效率已经分别达到了26.3%[3]和22.5%[4]。第二代薄膜太阳能电池，以碲化镉(CdTe)、砷化镓(GaAs)和铜铟镓硒化合物(CIGS)是这三种太阳能电池为主。目前这三种薄膜太阳能电池的实验效率分别达到了26.74%[5]、28.8%[6]和22.6%[7]。第三代则是新型太阳能电池，主要包括染料敏化太阳能电池(DSSCs)、钙钛矿太阳能电池(PSCs)、有机无机聚合物和量子点太阳能电池(QDSCs)等。其中最为代表性的就是钙钛矿太阳电池，效率从最开始的3.8%一下跃升到2019的25.2%(如图1)。

图1 各种类型太阳能电池效率的发展过程(摘自美国可再生能源实验室[8])

目前，各类太阳能电池都取得较大的发展，形成了以晶硅太阳能电池为基础，薄膜太能电池为发展对象，DSSCs、PSCs和QDSCs为前沿的太阳能电池发展格

二、Sb2Se3材料的基本性质

薄膜太阳能电池作为第二代太阳能电池，具有弱光性好，材料用量小，环境适应能力强等优点，是现在太阳电池研究发展的主流方向。前文已经提到，CdTe、GaAs和CIGS的实验效率都已经超过20%，非常接近硅基太阳能电池效率。……