在ITO衬底上电化学一步法制备CZTS薄膜

论文摘要

铜锌锡硫Cu2ZnSnS4 （CZTS）薄膜是一种新型的太阳电池材料。它是直接带隙p型半导体材料。它具有1.4-1.5 eV的禁带宽度,光吸收系数超过104cm-1。这些优异的性能使它成为一种很有发展前景的太阳能电池材料。采用电化学一步法在ITO衬底上制备铜锌锡硫（CZTS）四元化合物薄膜。寻找适合CZTS薄膜沉积的条件。使用线形扫描法研究材料沉积的电化学特性。分别采用恒压,恒流等多种方法研究薄膜的制备条件,成功制备出CZTS材料。分别使用X射线衍射谱分析材料结构,使用扫描电子显微镜观察其表面形貌,使用吸收谱研究其禁带宽度。发现了CZTS的生长情况与退火温度有很大的关系。在N2环境下,退火温度为500℃时,成功制备出具有硫镁钒结构的CZTS薄膜,并测得其禁带宽度接近理论值,约为1.5eV。另外研究了沉积次数对结晶的影响。沉积三次的样品结晶程度比只沉积一次的样品结晶程度高。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 太阳能电池
• 1.1.1 光生伏特效应
• 1.1.2 太阳能电池的结构与分类
• 1.1.3 太阳能电池的分类
• 1.2 薄膜太阳能电池
• 本章小结
• 2 CZTS的研究及设备介绍
• 2.1 制备CZTS
• 2.1.1 物理沉积CZTS
• 2.1.2 化学法沉积CZTS
• 2.2 电化学制备CZTS
• 2.3 我们实验的意义
• 2.4 实验设备
• 2.4.1 电化学工作站
• 2.4.2 X射线衍射仪
• 2.4.3 PH计
• 2.4.4 紫外可见光分光光度计
• 2.4.5 扫描电子显微镜
• 本章小结
• 3 实验与分析
• 3.1 实验步骤与原理简述
• 3.1.1 实验步骤
• 3.1.2 实验原理
• 3.2 电化学沉积过程
• 3.2.1 线性扫描测定生长电位
• 3.2.2 恒电位法生长
• 3.2.3 恒电流法研究
• 3.2.4 退火分析
• 3.3 高浓度溶液实验
• 3.3.1 同条件沉积四元素
• 3.3.2 溶液浓度的选择
• 3.4 多次沉积法
• 3.5 表征分析
• 3.5.1 X射线衍射谱
• 3.5.2 SEM分析
• 3.5.3 吸收谱分析
• 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况
• 致谢