太陽電池材料CuInS2薄膜的低成本制備研究.pdf

1、太陽能是一種儲量巨大的可再生清潔能源，已成為人們研究的重點(diǎn)，也是今后能源發(fā)展的主要方向。太陽電池是直接把太陽能轉(zhuǎn)化成電能的裝置，是光伏系統(tǒng)的核心，其產(chǎn)量也得到快速發(fā)展。但是，與傳統(tǒng)電能相比，太陽能存在發(fā)電成本高的問題，要解決這一問題，關(guān)鍵是降低太陽電池的生產(chǎn)成本和提高電池的光電轉(zhuǎn)換效率。
　　CuInS2是直接能隙的Ⅰ-Ⅲ-Ⅵ2族半導(dǎo)體化合物材料，禁帶寬度為1.50 eV，光吸收系數(shù)達(dá)105cm-1數(shù)量級，光電轉(zhuǎn)換效率的理論值超過

2、30％，化學(xué)穩(wěn)定性好、光致衰減小、抗輻射性強(qiáng)，是一種理想的太陽電池材料。電沉積法制備CuInS2薄膜不需要高真空環(huán)境，而且具有可大面積制備、能源消耗少、生產(chǎn)效率高、系統(tǒng)穩(wěn)定性好等特點(diǎn)：噴霧熱解法也是一種非真空薄膜制備技術(shù)，設(shè)備投資少、原料利用率高、薄膜生長速度快。從降低薄膜的制備成本方面考慮，這兩種方法都具有廣闊的應(yīng)用前景。
　　基于以上所述，論文主要在電沉積法和噴霧熱解法制備CulnS2薄膜等方面展開研究，并取得了一些研究成果。

3、
　　介紹了單步電沉積法在鉬基底上制備CulnS2薄膜的過程，研究了沉積電位、pH、反應(yīng)物濃度、退火溫度等工藝參數(shù)對CulnS2薄膜的影響，并確定了制備高質(zhì)量CuInS2薄膜的最佳條件；制備的CuInS2薄膜均勻致密，符合化學(xué)計量比，禁帶寬度為1.41 eV；通過控制實(shí)驗(yàn)條件，可獲得導(dǎo)電類型不同的半導(dǎo)體薄膜。此外，沉積電位為-1.1 V時，利用兩步電沉積法在鉬基底上制備得到單一黃銅礦相的CuInS2晶體，但薄膜的致密平整性不如單步

4、電沉積法。分析表明，熱處理過程中，前驅(qū)物以及是否有硫分子的介入，導(dǎo)致兩種方法制備得到不同性能的薄膜。
　　大氣環(huán)境下，分別利用壓力霧化和靜電霧化噴霧熱解法制備得到黃銅礦結(jié)構(gòu)的CuInS2晶體，薄膜致密平整，測得其禁帶寬度為1.45 eV。研究了基底溫度、Cu/In原子比、退火溫度對壓力霧化噴霧熱解法制備薄膜的性能的影響。初步探索了靜電噴霧熱解法制備CuInS2薄膜的技術(shù)，制備得到單一黃銅礦結(jié)構(gòu)的CuInS2薄膜，致密均勻，晶粒在1