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。

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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

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致谢

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