CZTS光阴极CdS缓冲层优化及其对光电化学水分解性能影响研究

发布时间：2021-05-18 06:21

　　光电化学水分解是太阳能直接转化为化学能的有效手段,如何利用光电化学水分解进行有效的产氢是大家关注的热点。Cu₂ZnSnS₄（CZTS）由于其光吸收系数高(>104cm^-1)、元素含量丰富和合适的能带结构等优点,作为光阴极材料在光电化学水分解领域引起了大家的广泛关注。但是目前大家常用的CZTS/CdS异质结构光阴极中CdS缓冲层较差的电学及光学性能、以及CZTS/CdS异质结界面质量及电荷复合等问题制约着CZTS光阴极光电化学水分解性能的进一步提升。针对以上问题,本文从CdS缓冲层自身光电性能以及CZTS/CdS界面性质改善两方面分别开展了研究工作,取得了一定的研究成果。具体研究内容如下:（1）针对CdS层光、电性能较差问题,我们在CBD沉积CdS过程中引入In离子,制备了In离子掺杂的CZTS/CdS:In光阴极。系统研究了不同In离子掺杂量对CZTS光阴极光电化学水分解性能的影响。研究表明,In离子的引入在改善CdS对可见光吸收范围、提高CZTS电极对可见光利用率的同时,可有效提高CdS层载流子浓度,进而促进界面... 

【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】：59 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 光电化学水分解系统及原理
    1.3 光阴极材料的研究现状
        1.3.1 常用的光阴极材料
        1.3.2 CZTS光阴极材料
    1.4 CZTS光阴极中CdS缓冲层的研究现状
    1.5 论文的选题依据和主要研究内容
第二章 铟离子掺杂CdS层对CZTS光阴极光电化学水分解性能的影响研究
    2.1 引言
    2.2 实验部分
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 CdS层沉积时间对CZTS光阴极光电化学性能的影响
        2.3.2 铟离子掺杂对CdS层组成及形貌等性能的影响
        2.3.3 铟离子掺杂CdS层对CZTS光阴极光电化学性能的影响
        2.3.4 铟离子掺杂CdS层对CZTS光阴极光电化学性能提高的机理探究
    2.4 本章小结
第三章 两步沉积CdS层对CZTS光阴极光电化学水分解性能的影响研究
    3.1 引言
    3.2 实验部分
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 电解液对CZTS光阴极光电化学性能的影响
        3.3.2 CdS热处理温度对CZTS光阴极光电化学性能的影响
        3.3.3 第二层CdS沉积对CZTS光阴极光电化学性能的影响
        3.3.4 三种CdS制备工艺对CZTS光阴极光电化学性能影响的对比研究
        3.3.5 两步沉积CdS层提高CZTS光阴极光电化学性能的原理探究
    3.4 本章小结
第四章 总结与展望
参考文献
致谢
在学期间公开发表论文及参加会议情况


【参考文献】：
期刊论文
[1]Novel two-step CdS deposition strategy to improve the performance of Cu2ZnSn（S,Se）4 solar cell[J]. Lifang Teng,Junye Tong,Gang Wang,Lingling Wang,Liping Chen,Shaotong Wang,Yinglin Wang,Daocheng Pan,Xintong Zhang,Yichun Liu.  Journal of Energy Chemistry. 2020(03)
[2]BiVO4 Photoanode with Exposed（040） Facets for Enhanced Photoelectrochemical Performance[J]. Ligang Xia,Jinhua Li,Jing Bai,Linsen Li,Shuai Chen,Baoxue Zhou.  Nano-Micro Letters. 2018(01)

博士论文
[1]p型Cu（In,Ga）S2及Cu2ZnSnS4光阴极的溶液法制备及其太阳能分解水性能研究[D]. 关中杰.南京大学 2016



本文编号：3193287