磁控溅射合金靶制备铜锌锡硫（CZTS）薄膜太阳电池

发布时间：2024-02-07 05:42

　　铜锌锡硫(CZTS)薄膜太阳电池由于其具有组成元素储备丰富、成本较低和环境友好,近年来受到了越来越多科研机构和人员的关注。CZTS薄膜材料是直接带隙半导体并且具有太阳电池的最优禁带宽度1.45eV。本论文采用磁控溅射CuZn和CuSn合金靶制备CZT预制层,并将预制层进行硫化过后得到CZTS薄膜吸收层。随后采用化学水浴法在制备完成的CZTS薄膜上沉积CdS缓冲层,并用磁控溅射制备本征氧化锌和ITO窗口层,最终制备出完整的CZTS薄膜太阳电池。通过X射线衍射仪(XRD)、紫外-可见光分光光度计、拉曼散射光谱仪、霍尔效应测试仪、场发射扫描电子显微镜和能谱仪等表征手段对CZTS薄膜的晶体结构、光电性能、表面与截面形貌和组成成分等进行分析。最终将采用I-V测试系统和外量子效率测试仪分别测试CZTS薄膜太阳电池的性能。最后结合实验数据结果和理论分析对不同条件下制备的CZTS薄膜的质量和CZTS薄膜太阳电池的性能进行分析判断。本论文主要的研究内容:(1)探究溅射周期对于CZTS薄膜的影响。具体分为溅射周期对于CZTS薄膜晶体质量的改变。溅射周期对于CZTS薄膜表面和截面形貌的影响。溅射周期对CZT...

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【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1.1不同类型太阳电池实验室最高转换效率发展曲线图

第1章绪论论值可以分别达到：开路电压(Voc)1.23V、短路电流密度(Jsc)29mA/cm2、填充因子(FF)90%，理论效率(η)32.2%[12-13]。综上所述，CZTS薄膜是一种环境友好并且能实现大规模生产的半导体材料，掌握其太阳电池的制备技术并且攻克C....

图1.2太阳电池的工作原理图

1.3铜锌锡硫薄膜的物理化学特性1.3.1铜锌锡硫晶体结构铜锌锡硫(CZTS)半导体化合物的结构是由铜铟镓硒(CIGS)中的In和Ga原

图13铜锌锡硫材料中的锌黄锡矿和黄锡矿结构示意图

1.3铜锌锡硫薄膜的物理化学特性1.3.1铜锌锡硫晶体结构铜锌锡硫(CZTS)半导体化合物的结构是由铜铟镓硒(CIGS)中的In和Ga原图1.2太阳电池的工作原理图

图15铜锌锡硫禁带中各种缺陷的电离能级

第1章绪论半导体材料更容易生成缺陷，例如反结构缺陷，空位和间隙原子等[26-30]。如图1.显示了CZTS中缺陷和其电离能级，ShiyouChen等人经过计算发现，大部分的受主缺陷的形成能要低于施主缺陷的形成能，这表明对于P型的CZTS半导体材料很难对它进....

本文编号：3896860