铜锌锡硒光伏材料及硒化铟/二硫化钼二维异质结光电材料的研究

发布时间：2024-03-12 05:02

　　铜锌锡硒(Cu₂ZnSnSe₄,简称CZTSe)光伏材料是近年来发现的替代铜铟镓硒(Cu(In,Ga)Se2,简称CIGS)太阳能电池吸收层的理想材料之一,其太阳能电池的最高效率已经达到11.6%,非常接近于铜锌锡硫硒电池的最高效率(Cu2ZnSn(S,Se)4,简称CZTSSe)12.6%。但是,相比于CIGS太阳能电池的最高效率23.3%,还有一定差距。制约CZTSe太阳能电池效率的原因之一为制备CZTSe薄膜过程中难以消除的二元或三元杂相,造成了电池开路电压的下降。基于此,在本论文中,我们发展了两种简单的非真空制备近乎无杂相CZTSe薄膜的方法:一步电化学沉积后硒化法和溶胶-凝胶后硒化法。首次利用一步电化学沉积后硒化法制备CZTSe薄膜,在合适的金属离子浓度电解液下,依靠络合剂的作用,首先沉积制备出Cu-Zn-Sn合金薄膜,经过双温区高温硒化,CZTSe薄膜结晶性很好,且其各元素化学计量比比较接近于理想化学计量比。但是,我们在CZTSe薄膜和Mo衬底界面处发现了少量Mo9Se11杂质,这可能是硒化过程中衬底温度较高造成的。对于溶胶-凝胶...

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1-1近二十年各类型太阳能电池效率进展图，其中黑色圆圈标示为CZTSSe电池的最效率。本图来源于NREL最新的统计（截止至2016年3月9日）[20].2.2新型光伏材料近年来，人们寻找了多种新型光伏材料来制备太阳能电池并取得了积极

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CZTSSe光伏材料的两种晶格结构[37]。左图：锌黄锡矿；右图：黄二元化合物，由于元素的增加使得化学成分和结构自由度增CZTSSe的合成非常困难和复杂。在制备CZTSSe材料的过的产生其他二元或三元化合物相，这些物相可能对制备的太

图1-5不同Cu化学势(Cuμ)下，CZTS（左）和CZTSe（右）四元材料的化学势相图

首先引入化学势μ来描述元素含量的高低。当μ=0时表示该元素可以形成单质材料。所以在合成四元化合物时，首要条件就是：u0,0,0,0,0CZnSnSeSμ<μ<μ<μ<μ<。另外，在合成一种物质....

本文编号：3926581