铜锌锡硫（Cu 2 ZnSnS 4 ）薄膜的制备及其光电化学水分解性能研究
发布时间：2020-12-11 00:27
锌黄锡矿Cu2ZnSnS4（CZTS）材料由于其合适的带隙（约为1.5 eV）、高吸光系数(>104 cm-1)、丰富的地球含量和低的材料成本而使其在太阳能电池及太阳能光电化学水分解领域有着重要的应用。本文针对目前影响CZTS材料光电化学性能的主要原因:CZTS材料本身结晶质量不高导致的晶界处的载流子复合,以及CZTS光阴极各复合界面处的电子空穴复合问题展开研究,取得了一定的研究结果。具体研究内容如下:以DMF为溶剂,利用简单溶液法制备CZTS薄膜。系统研究了高温硫化过程中升温速率、硫化温度、硫粉添加量,以及CZTS薄膜沉积基底对薄膜生长的影响。研究结果表明,硫化温度为580℃、硫粉的添加量为400 mg时,晶粒生长的最好,能够形成表面致密平整,晶粒大小均一的薄膜;且含有掺氟SnO2的导电玻璃基底更利于大晶粒CZTS薄膜的生成。在CZTS预制膜的不同位置插入SnO2层,获得无裂缝、无孔洞、附着牢固、大晶粒上下贯穿的高质量的CZTS薄膜。系统研究了Sn...
【文章来源】：东北师范大学吉林省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：56 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
光照下的半导体光电极水分解过程
CZTS的晶体结构是以 Zn2+和 Sn4+替代 CIGS 中的 In3+和 Ga3+、以 S2+替代 Se2+而形成的，如图1.2 所示。这种结构相似性说明两种材料具有相似的光学和电学特性，如下面所述。
b）1 mmol NaOH，（c，d）0.1 mmol KOH，（e，f）50 mmol Ca(OH)2合成的膜的平面和横截面 SEM 图建不同载流子浓度梯度的光吸收层hin Tajima 研究组首先提出了使用双层工艺制备 CZTS 薄膜，图 1.4 为双层能带图。使用磁控溅射依次沉积两种 CZTS 层：紧挨着 Mo 电极的为第一 Cu 浓度；靠近表面的第二层具有低的 Cu 浓度。这种双层 CZTS 电池结构度梯度与 p-i-n 型电池类似，并且增加了 CZTS 和窗口层之间的内部电势双层 CZTS 电池的实验步骤。通过使用双层结构，CZTS 电池的 VOC从 0.78 V。最高电池转换效率 η = 8.8％[40]。Yan 等人也采取了类似的结构，不用快速退火的方法制备了不同掺杂浓度的 CZTS 层[41]，而 Shin Tajima 研慢加热和低温退火的方法。
本文编号：2909563
【文章来源】：东北师范大学吉林省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：56 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
光照下的半导体光电极水分解过程
CZTS的晶体结构是以 Zn2+和 Sn4+替代 CIGS 中的 In3+和 Ga3+、以 S2+替代 Se2+而形成的，如图1.2 所示。这种结构相似性说明两种材料具有相似的光学和电学特性，如下面所述。
b）1 mmol NaOH，（c，d）0.1 mmol KOH，（e，f）50 mmol Ca(OH)2合成的膜的平面和横截面 SEM 图建不同载流子浓度梯度的光吸收层hin Tajima 研究组首先提出了使用双层工艺制备 CZTS 薄膜，图 1.4 为双层能带图。使用磁控溅射依次沉积两种 CZTS 层：紧挨着 Mo 电极的为第一 Cu 浓度；靠近表面的第二层具有低的 Cu 浓度。这种双层 CZTS 电池结构度梯度与 p-i-n 型电池类似，并且增加了 CZTS 和窗口层之间的内部电势双层 CZTS 电池的实验步骤。通过使用双层结构，CZTS 电池的 VOC从 0.78 V。最高电池转换效率 η = 8.8％[40]。Yan 等人也采取了类似的结构，不用快速退火的方法制备了不同掺杂浓度的 CZTS 层[41]，而 Shin Tajima 研慢加热和低温退火的方法。
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