太阳能电池缓冲层与CZTSSe吸收层的制备及性能

发布时间：2020-06-21 09:29

【摘要】：CZTSSe材料有着优良的性能,其具有禁带系数适宜(1.0 eV-1.5 eV),光吸收系数较大(10~4 cm~(-1)),所含元素地表含量丰富等特点而受到了许多研究机构与学者的青睐。而通常作为CZTSSe太阳能电池的缓冲层的硫化镉(CdS)对环境的影响较大,所以开发一种无毒的可替代CdS的缓冲层材料也是研究人员的研究重点。本文着重研究无毒Zn-Sn-O缓冲层材料和CZTSSe薄膜的制备与性能。第一,采用脉冲激光溅射(PLD)方法,利用双靶(Zn O、SnO_2)交替溅射并退火得到Zn-Sn-O薄膜。实验表明:当衬底温度为500℃,激光能量为400 mJ时得到的薄膜形貌最平整致密,晶粒尺寸较大。薄膜在可见光范围内(400 nm-800nm)的平均透过率80%,禁带系数为3.2 eV左右。经过空气退火处理后薄膜表面晶粒进一步长大,透过率增强。当溅射比率为0.15时得到的薄膜平均透过率大于83%,方块电阻为480Ω/。第二,采用了一种无毒无污染的溶液法制备了CZTS前驱体溶液,旋涂后硒化工艺得到CZTSSe薄膜。实验结果如下:薄膜样品在硒化温度为540℃,硒粉质量100 mg,硒化时间10 min的硒化工艺条件下获得的薄膜样品表面形貌最优良。CZTSSe为锌黄锡矿结构。为进一步探究Na元素对CZTSSe晶粒的影响,向前驱体溶液中滴加了不同浓度的Na盐溶液,结果表明相同条件硒化后薄膜的晶粒尺寸得到了进一步的增大。
【学位授予单位】：内蒙古大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TM914.4
【图文】：

系统结构图,脉冲激光沉积,系统结构图

10图 2.2 PLD-450b 型脉冲激光沉积系统结构图re 2.2 The structure graph of pulse laser deposition system of PLD-450

SEM图,衬底温度,不同衬底,图谱

同衬底温度下 Zn-Sn-O 薄膜的 SEM 图谱（a、b）100 ℃；（c、s）200 ℃；（e、f）300h）400 ℃；（i、j）500 ℃4 The SEM images of Zn-Sn-O films at different substrate temperature （a、b）100 ℃；（c、（e、f）300 ℃；（g、h）400 ℃；（i、j）500 ℃

【参考文献】