电沉积合金预制层后退火制备铜锌锡硫薄膜及其光伏特性

• 作者: 刘芳洋 张坤 李劼 李轶 杨佳 蒋良兴 袁腾飞 赖延清
• 来源期刊: 中南大学学报（自然科学版）
• 学科: 物理学
• 关键词: 电沉积 铜锌锡硫 光电化学 太阳电池
• 年，卷（期）: 2017,（4）
• 所属期刊栏目: 矿业工程·冶金工程·环境工程·化学与化学工程·材料科学与工程
• 页码范围: 917-924
• 页数: 8页
• 分类号: O472
• 字数: 5345字
• 语种: 中文
• DOI: 10.11817/j.issn.1672-7207.2017.04.010

摘要

采用电沉积铜锌锡(Cu-Zn-Sn,CZT)合金预制层后退火制备薄膜太阳电池用吸收层材料铜锌锡硫(Cu2ZnSnS4,CZTS).利用扫描电镜、X线能量色散谱仪、X线衍射仪、拉曼光谱等检测方法对不同预制层成分下制备的CZTS薄膜的表面形貌、成分和物相结构进行表征与分析.研究结果表明:随着预制层中铜摩尔分数的增加,CZTS薄膜(112)面衍射峰半峰宽呈现先减小后增大的趋势,在物质的量比n(Cu)/n(Zn+Sn)=0.83和n(Zn)/n(Sn)=1.31的条件下获得半峰宽最小、结晶性能最好的CZTS薄膜;贫铜贫锌条件下制备的薄膜中存在SnS2二次相,贫铜富锌条件下制备的薄膜中存在少量ZnS二次相;富铜富锌条件下制备的薄膜中存在Cu-S二次相;二次相对薄膜光电响应具有重要影响,贫铜富锌的样品光电响应性能较好,无光电流衰减现象,光电流密度最大可达到0.6 mA/cm2;最优成分下制备的CZTS太阳电池在100 mW/cm2光照条件下获得光电转换效率为3.27%.