CZTSe薄膜太陽(yáng)能電池關(guān)鍵材料研究.pdf

1、CZTSe(Cu2ZnSnS4)薄膜太陽(yáng)能電池是一種極具潛力、適合大規(guī)模應(yīng)用的新型太陽(yáng)能電池。CZTSe材料具有組成成分成本低、吸收系數(shù)高、直接帶隙、生產(chǎn)工藝多樣等優(yōu)點(diǎn)。
　　本論文首先采用SCAPS-1D建立了CZTSe薄膜電池的模型并對(duì)其輸出特性進(jìn)行了數(shù)值模擬,研究了CZTSe禁帶寬度、CZTSe吸收層和CdS緩沖層厚度、工作溫度以及寄生電阻對(duì)CZTSe太陽(yáng)能電池的影響,為優(yōu)化電池結(jié)構(gòu)提供了理論依據(jù)。
　　接著采用脈沖直

2、流磁控濺射的方法在玻璃襯底上制備了用于太陽(yáng)能電池窗口TCO(透明導(dǎo)電氧化物)層的IMO(In2O3:Mo)薄膜,研究了襯底溫度對(duì)IMO薄膜性能的影響。實(shí)驗(yàn)制備出的IMO為方鐵錳礦立方結(jié)構(gòu);在250℃的襯底溫度下獲得的最大遷移率為53.9cm2V-1s-1;在較高襯底溫度下制備的IMO薄膜具備較高的透射率;IMO薄膜的光學(xué)帶隙在3.5eV以上,適合作為太陽(yáng)能電池的TCO層。
　　最后,我們采用濺射后硒化的兩步法工藝制備了CZTSe薄

3、膜,即先采用共濺射方法制備CuZnSn金屬前驅(qū)體,之后在管式爐中進(jìn)行硒化。硒化壓強(qiáng)在1~4mbar區(qū)間進(jìn)行調(diào)整以研究其對(duì)CZTSe薄膜性質(zhì)的影響。XRD測(cè)試結(jié)果證實(shí)了CZTSe的存在,EDS測(cè)試結(jié)果表明薄膜的組分接近CZTSe的化學(xué)計(jì)量比。實(shí)驗(yàn)制備出的薄膜表面較為粗糙,晶粒大小不一。所有的CZTSe樣品都呈現(xiàn)出P型導(dǎo)電性,遷移率在1cm2V-1s-1的量級(jí)。測(cè)得薄膜中載流子濃度在1019~1020cm-3量級(jí),電阻率在10-2Ω·cm量