CuFeS2吸收層-ZnS緩沖層薄膜材料的制備及性能研究.pdf

1、化合物太陽能電池的吸收層和緩沖層作為太陽能電池器件主要材料,極大的影響光電轉(zhuǎn)化效率,因而一直以來是該領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)?？茖W(xué)研究表明,材料的性能和應(yīng)用不僅取決于本身的結(jié)構(gòu)、晶型以及組成,而且其形貌和尺寸對材料的性能也起到?jīng)Q定性作用。CuFeS2和ZnS作為金屬硫族化合物半導(dǎo)體納米材料,由于其特殊的物理和化學(xué)性能而備受關(guān)注。目前針對CuFeS2和ZnS半導(dǎo)體材料的合成已經(jīng)有很多的報道,但通過簡單溫和的溶劑熱反應(yīng)快速有效的合成化合物半導(dǎo)體材料鮮

2、有報道;同時,針對傳統(tǒng)的濺射成膜方法弊端,提出了一種新穎的有機(jī)固化成膜方法。綜上,本文主要針對化合物半導(dǎo)體材料形貌控制的意義,同時針對半導(dǎo)體材料合成和成膜這兩個問題,提出了自己的研究思路和方法。主要研究成果如下:
　　1、CuFeS2納米晶體的制備以及表征
　　以硫脲、氯化銅和硫酸亞鐵作為反應(yīng)物,反應(yīng)介質(zhì)為無水乙二胺溶液,通過溶劑熱法制備片狀CuFeS2晶體,并分別討論了時間、溫度、PVP條件對CuFeS2晶體結(jié)構(gòu)、原子個數(shù)

3、比、形貌以及光吸收性能影響,并加以分析產(chǎn)生原因。結(jié)果顯示,溫度和時間是晶體生長的必要因素,適當(dāng)?shù)姆磻?yīng)溫度和反應(yīng)時間促進(jìn)了晶體的生長和發(fā)育。適當(dāng)?shù)腜VP作為表面活性劑由于本身具有表面吸附作用,能很好的改善團(tuán)聚現(xiàn)象,綜合三者最佳條件制備出了光吸收性能最佳的CuFeS2。
　　2、ZnS晶體的制備以及表征
　　以硫脲、醋酸鋅作為反應(yīng)物,采用乙二胺作為反應(yīng)介質(zhì),通過溶劑熱法制備ZnS。分別討論了時間、溫度、PVP添加質(zhì)量對合成球狀Z

4、nS的晶體結(jié)構(gòu)、原子個數(shù)比、形貌以及光吸收性能影響,針對出現(xiàn)的現(xiàn)象加以適當(dāng)解釋。結(jié)果顯示,溫度和反應(yīng)時間作為合成ZnS的必要條件,適當(dāng)?shù)目刂茰囟群蜁r間,提高其晶體結(jié)構(gòu)和形貌以及光吸收性能;適當(dāng)質(zhì)量的PVP作為模板和分散劑,其表面吸附作用,能有效的改善團(tuán)聚效果,促進(jìn)電子傳輸,提高光吸收性能。綜合考慮制備了性能最佳的球狀ZnS。
　　3、CuFeS2和ZnS薄膜的制備以及性能研究
　　以環(huán)氧樹脂和脂肪胺作為成膜物質(zhì),選取最優(yōu)條件