錫硫化物與氧化鎢薄膜制備及其在太陽電池中的應(yīng)用.pdf

1、Cu2ZnSnS4(CZTS)、SnS和CH3NH3PbI3是薄膜太陽電池研究中廣泛關(guān)注的半導(dǎo)體材料。本論文以CuCl2、ZnCl2、SnCl2和硫脲的甲醇溶液為前驅(qū)體溶液，采用熱解法制備了CZTS薄膜，利用電化學(xué)阻抗譜分析了不同熱解次數(shù)的CZTS薄膜對S22-/S2-電對的電化學(xué)催化活性，并組裝了量子點敏化太陽電池(QDSC)，測試了其光伏性能;以偏鎢酸銨(H40N6O40W12·xH2O)的水/DMF溶液作為前驅(qū)體溶液，采用旋涂-熱

2、解法制備了WO3薄膜，研究了NH4F溶液處理對所得WO3薄膜的晶相、表面形貌和光學(xué)帶隙的影響，并將其作為致密層，組裝了FTO/WO3/CH3NH3PbI3/spiro-OMeTAD/Au的鈣鈦礦太陽電池，測試了其光伏性能;采用微距離真空熱蒸發(fā)法制備了SnS薄膜，研究了襯底溫度對薄膜的化學(xué)組成、晶相、表面形貌和光學(xué)性能的影響;利用球磨技術(shù)，將PbCl2粉體分散到單分散納米ZrO2醇分散液中，通過旋涂法低溫制備薄膜，并用CH3NH3I氣相處

3、理進一步轉(zhuǎn)化為含ZrO2骨架層的鈣鈦礦吸收層。
　　結(jié)果表明，利用熱解法制備的薄膜化學(xué)組成為Cu∶ Zn∶ Sn∶S=2.29∶1.00∶1.28∶4.10，接近CZTS理論化學(xué)計量比，熱解次數(shù)為7次時制備的CZTS薄膜表面均勻且多孔，孔徑約100～200 nm，對S22-/S2-電對的電化學(xué)催化活性最高，獲得了最小的界面?zhèn)鬏旊娮?64.08Ω)，并且基于此對電極的QDSC獲得了短路電流密度（Jsc）、開路電壓(Voc)、填充因子

4、(FF)和光電轉(zhuǎn)換效率（η）分別為12.96 mAcm-2、0.52 V、0.38和2.56％;利用旋涂-熱解法制備的WO3薄膜致密、無針孔，將其作為致密層所組裝的鈣鈦礦太陽電池獲得了Jsc17.77 mA·cm-2，Voc0.64 V，F(xiàn)F0.56，η6.39％，NH4F溶液處理對WO3薄膜的晶相和光學(xué)帶隙無影響，但使薄膜表面出現(xiàn)了小顆粒，且相應(yīng)的太陽電池的光伏性能并未提高;襯底溫度為300℃、350℃、400℃制備的薄膜Sn/S原子

5、比均接近1∶1，呈均勻的薄片狀，有良好的結(jié)晶度，并沿(111)晶面擇優(yōu)生長，導(dǎo)電類型為p型。隨著襯底溫度升高，薄膜表面邊緣處鋸齒狀越來越多，在2θ=31.63°處衍射峰變寬并且出現(xiàn)很多肩峰，吸收開端出現(xiàn)明顯的紅移現(xiàn)象;ZrO2/PbCl2薄膜在CH3NH3I蒸氣中處理10 min時，薄膜中有CH3NH3PbCl3生成，元素組成為Zr∶ Pb∶ Cl∶ I=1.28∶100∶2.32∶0.20，氣相處理時間為60 min時，薄膜中元素組成