無(wú)機(jī)薄膜太陽(yáng)能電池由于具有在降低成本的同時(shí)實(shí)現(xiàn)高能量轉(zhuǎn)換效率的潛力，從而引起了人們的廣泛關(guān)注。目前已商業(yè)化的碲化鎘（CdTe）和銅銦鎵硒（CIGS）薄膜太陽(yáng)能電池光電轉(zhuǎn)換效率均已突破21%，表現(xiàn)出很強(qiáng)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。然而，Te、In資源非常稀缺，在電池發(fā)電量達(dá)到GW時(shí)會(huì)出現(xiàn)原材料瓶頸。同時(shí)Cd是劇毒元素，增加了生產(chǎn)及使用維護(hù)的難度。因此，尋找綠色無(wú)毒、儲(chǔ)量豐富、光電性能優(yōu)異的新型薄膜太陽(yáng)能電池迫在眉睫。 GeSe因其原料儲(chǔ)量大，毒性低，組成簡(jiǎn)單，二元單相，易于低成本升華成膜；同時(shí)禁帶寬度合適(1.14 eV)，吸光系數(shù)大(~105 cm-1)，遷移率高(128 cm2 V-1 s-1)，晶格缺陷良性，理論光電轉(zhuǎn)換效率可達(dá)30%，從而非常適合于制作高效薄膜太陽(yáng)能電池。針對(duì)GeSe制備過程中易存在Ge和GeSe2雜相的難題，胡勁松研究員、萬(wàn)立駿院士團(tuán)隊(duì)基于目標(biāo)相GeSe易升華蒸氣壓大而雜相蒸氣壓小的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了具有自調(diào)節(jié)功能的快速升華薄膜制備方法（Rapid Thermal Sublimation，簡(jiǎn)稱RTS），成功獲得了高質(zhì)量純相GeSe多晶薄膜。同時(shí)通過質(zhì)譜表征手段研究GeSe升華機(jī)理發(fā)現(xiàn)，GeSe(s)通過形成雙原子分子GeSe(g)升華，該方式大大減少了互占位、間位等點(diǎn)缺陷，從而使得通過RTS工藝制備得到的GeSe薄膜缺陷良性�；谠摫∧�(gòu)建了光電轉(zhuǎn)換效率為1.48%的薄膜太陽(yáng)能電池，且穩(wěn)定性良好。該效率為GeSe光伏性能的國(guó)際首次報(bào)道，充分顯示了GeSe在薄膜太陽(yáng)能電池應(yīng)用方面的應(yīng)用潛力。 該研究成果于2016年12月20日在JACS上在線發(fā)表，薛丁江副研究員（青促會(huì)會(huì)員）為本文第一作者。文章上線一周后，《物理化學(xué)學(xué)報(bào)》上以“Highlight”形式報(bào)道了該工作，并給予了高度評(píng)價(jià)，認(rèn)為GeSe是極具潛力的太陽(yáng)能電池吸收層材料，從而有望成為一個(gè)新的光伏研究熱點(diǎn)。 
(a) GeSe及雜相Ge、GeSe2的飽和蒸氣壓曲線；(b) 快速升華法薄膜制備過程示意圖；(c) GeSe薄膜太陽(yáng)能電池器件示意圖；(d) GeSe薄膜太陽(yáng)能電池J-V測(cè)試曲線。 論文連接：http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/jacs.6b11705
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