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肼基先驱体法合成铜锌锡硫薄膜太阳能电池

发布时间：2013-07-31 编辑：haoshiguang

本文摘要：　　钟杰，夏哲，陈洁，刘新胜，程一兵，唐江* 　　华中科技大学，武汉光电国家实验室，430074，武汉　　铜锌锡硫（CZTS）具有太阳能电池...

　　钟杰，夏哲，陈洁，刘新胜，程一兵，唐江*

　　华中科技大学，武汉光电国家实验室，430074，武汉

　　铜锌锡硫（CZTS）具有太阳能电池所要求的最佳禁带宽度(1-1.5eV)，同时CZTS其具有较大的吸收系数(大于104 cm-1)，因此电池中所需的CZTS薄膜厚度较小(<2μm)，而且该材料中的各元素在地壳上蕴含量丰富，成分无毒和环境友好，从而成为目前太阳能电池吸收层材料的研究热点。

　　本研究采用肼作为先驱体溶剂，直接使用单质粉末作原料溶解合成可涂膜的前驱体浆料。配合后续多步热处理合成铜锌锡硫(CZTS)薄膜吸光层材料。使用TGA测试分析了先驱体稳定性及各相分解温度。并通过X射线衍射及拉曼光谱对所制备薄膜物相进行了表征分析验证了获得了较纯的CZTS相。薄膜表面及界面形貌采用扫描电镜分析。优化后的CZTS晶粒尺寸达到1微米，表面无裂缝。使用化学水浴沉积法制备n-CdS层，以及磁控溅射制备i-ZnO和AZO，并使用热蒸发合成Ni-Al电极。最近器件结构为SLG/Mo/CZTS/CdS/IZO/AZO。通过的热处理工艺及掺杂条件优化使该方法合成的CZTS电池光电转换效率达5.12%。

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