Cu2ZnSnS4薄膜及其器件研究.pdf

1、21世紀(jì),人類面臨著能源危機(jī)及生態(tài)環(huán)境的惡化,改變能源結(jié)構(gòu)、發(fā)展綠色能源已成為備受關(guān)注的課題。太陽能是最具應(yīng)用前景的可再生清潔能源之一,利用太陽能電池可以無任何材料損耗的將太陽能轉(zhuǎn)換為人類可利用的電能。在太陽能電池領(lǐng)域,要提高光電轉(zhuǎn)換效率、降低生產(chǎn)成本及對(duì)環(huán)境友好,最基本且關(guān)鍵的問題在于材料的選擇及制備。本文研究的Cu2ZnSnS4(CZTS)是最有發(fā)展前景的新型太陽能電池材料之一,其所含元素?zé)o毒且含量豐富,基于CZTS的太陽能電池理論

2、轉(zhuǎn)換效率達(dá)32.2％。本文對(duì)CZTS薄膜及其異質(zhì)結(jié)器件的制備和性能進(jìn)行研究和探討。
　　利用了脈沖激光沉積(PLD)法及磁控濺射法制備了CZTS薄膜。利用PLD法在玻璃襯底上、在不同脈沖激光能量條件下制備一系列CZTS薄膜;利用磁控濺射法在室溫條件下、在玻璃襯底上沉積CZTS薄膜,并經(jīng)Ar氣氛保護(hù)、不同溫度的快速退火,制備了一系列的CZTS薄膜。利用X射線能量色散譜(EDS)、X射線衍射(XRD)、原子力顯微鏡(AFM)、紫外-可

3、見-近紅外分光光度計(jì)(UV-VIS-NIR)等表征手段,對(duì)不同條件下制備CZTS樣品的薄膜化學(xué)組分、晶體結(jié)構(gòu)、表面形貌、光學(xué)和電學(xué)性質(zhì)進(jìn)行表征分析,得到制備高質(zhì)量CZTS薄膜的工藝條件。
　　利用PLD法制備了p-CZTS/n-Si及p-CZTS/n-ZnS異質(zhì)結(jié)器件,利用半導(dǎo)體參數(shù)測(cè)試系統(tǒng)等對(duì)制備的異質(zhì)結(jié)進(jìn)行表征,I-V測(cè)試結(jié)果表明,所制備的p-CZTS/n-Si異質(zhì)結(jié)器件具有良好的整流特性和一定的光伏特性,p-CZTS/n-Z