溶剂热合成技术制备Cu 2 ZnSn(S x ,Se 1-x ) 4 和Cu 2 ZnSnSe 4 半导体薄膜及其性能研

发布时间：2024-12-08 22:24

　　近几年,I_2-II-IV-VI₄族四元化合物Cu₂ZnSnS₄（CZTS）,Cu₂ZnSnSe₄（CZTSe）,Cu₂ZnSn(S_x,Se_1-x)₄,（CZTSSe）薄膜被认为是一种有望替代CIGS薄膜的新型太阳能电池材料。通过调节CZTSSe薄膜中S/Se比值可以使薄膜的禁带宽度在1.0 eV-1.5 eV之间调节,且吸收系数大、组成元素储量丰富、成本低且环境友好,是最有潜力的新型绿色光伏材料,适合发展高效、绿色、廉价的太阳能电池。本文采用溶剂热法作为合成技术,以乙醇为溶剂,氯化锌、氯化亚锡、氯化铜为金属离子源,以硫脲为硫源,以硒代亚硫酸钠（Na₂SeSO₃）溶液或硒脲为硒源,以十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）为阳离子表面活性剂,直接在透明导电玻璃衬底上制备CZTSSe和CZTSe半导体薄膜。采用X射线衍射（XRD）、能量色散...

【文章页数】：71 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 太阳能电池概述
        1.1.1 光伏技术的研究背景与意义
        1.1.2 太阳能光伏技术的发展历程
    1.2 CZTSSe薄膜材料
        1.2.1 CZTSSe薄膜的基本性质
        1.2.2 CZTSSe薄膜的制备方法
    1.3 CZTSSe薄膜在太阳能电池的应用
        1.3.1 CZTSSe薄膜应用于薄膜太阳能电池的发展现状
        1.3.2 CZTSSe薄膜应用于染料敏化太阳能电池的发展现状
    1.4 本论文的研究目标与主要工作
        1.4.1 本文的研究目标
        1.4.2 主要研究内容
第二章 CZTSSe和CZTSe薄膜的制备技术与表征方法
    2.1 实验仪器与材料
        2.1.1 实验主要仪器
        2.1.2 实验主要化学试剂
    2.2 CZTSSe和CZTSe半导体薄膜的制备方法
    2.3 CZTSSe和CZTSe薄膜的表征技术
        2.3.1 薄膜形貌的表征
        2.3.2 薄膜物相与结构的表征
        2.3.3 薄膜组成成分的表征
        2.3.4 光学性能的表征
第三章 CZTSSe薄膜的形貌、结构与光学性能研究
    3.1 引言
    3.2 CZTSSe薄膜的合成工艺
    3.3 CZTSSe薄膜的表征
    3.4 以硒代亚硫酸钠为硒源制备的CZTSSe薄膜的形貌、结构、组分和光学性能
        3.4.1 前驱液中硫脲与硒代亚硫酸钠的比例对CZTSSe薄膜形貌的影响
        3.4.2 前驱液中硫脲与硒代亚硫酸钠的比例对CZTSSe薄膜结构的影响
        3.4.3 前驱液中硫脲与硒代亚硫酸钠的比例对CZTSSe薄膜光学性能的影响
    3.5 以硒脲为硒源制备的CZTSSe薄膜的形貌、结构、成分和光学性能
        3.5.1 前驱液中硫脲与硒脲的比例对CZTSSe薄膜形貌的影响
        3.5.2 前驱液中硫脲与硒脲的比例对CZTSSe薄膜结构的影响
        3.5.3 前驱液中硫脲与硒脲的比例对CZTSSe薄膜光学性能的影响
        3.5.4 前驱液中硫脲与硒脲的比例对CZTSSe薄膜成分的影响
    3.6 本章小结
第四章 CZTSe薄膜的形貌、结构和光学性能研究
    4.1 引言
    4.2 溶剂热法合成技术制备CZTSe薄膜
    4.3 CZTSe薄膜的性能表征
    4.4 硒脲浓度对CZTSe薄膜结构、形貌与性能的影响
    4.5 反应时间对CZTSe薄膜形貌、结构合光学性能的影响
    4.6 本章小结
总结与展望
特色与创新之处
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文
致谢



本文编号：4015100