CZTS基单晶材料研究进展和展望

作者：傅文峰; 朱旭鹏; 廖峻; 汝强; 薛书文; 张军^*

来源：人工晶体学报, 2023, 1-17.

DOI：10.16553/j.cnki.issn1000-985x.20231127.009

• 铜锌锡硫
• 天然锌黄锡矿
• 缺陷态
• 光电性质
• 移动加热器法
• 碘输运法
• 熔盐法

Ⅰ2-Ⅱ-Ⅳ-Ⅵ4型半导体铜锌锡硫(CZTS)在成本、组成元素丰度、毒性和稳定性等方面具有突出优势，被认为是一种很有前途的太阳能吸收材料，用于绿色和经济的光伏应用。尽管Cu2ZnSn(S，Se)4拥有与黄铜矿相似的晶体结构和光电性能，但其转换效率却远远低于Cu(In，Ga)Se2(23.5%)。传统研究多数集中在多晶薄膜材料和器件，导致材料关键缺陷态甄别及其能带调控规律尚不清晰，成为限制CZTS基光电器件性能的瓶颈。本文综述了CZTS基单晶材料，详细介绍了其晶体结构和物理性质，概述了移动加热器法、碘输运法和熔盐法制备高质量单晶的制备工艺，多型纳米晶库的研究，以及天然锌黄锡矿的物性研究。根据制备的CZTS基单晶材料讨论了其光学和电学性能。最后总结了CZTS基单晶材料在半导体器件的应用以及目前存在的问题，为提高Ⅰ2-Ⅱ-Ⅳ-Ⅵ4型半导体材料器件的性能提供可能的发展方向。

• 单位
  岭南师范学院; 华南师范大学; 物理学院