江丰
,
沈鸿烈
,
金佳乐
,
王威
功能材料
采用硫化Zn/Sn/Cu金属多层膜的方法制备了太阳电池吸收层用的Cu2ZnSnS4（CZTS）薄膜。用X射线衍射仪、拉曼光谱仪、紫外-可见近红外分光光度计、扫描电镜、能谱仪及数字源表等对薄膜进行了一系列的表征。结果表明制备的CZTS薄膜没有杂相存在并具有标准拉曼峰。薄膜在可见光范围内的吸收系数〉104cm-1,同时其光学带隙接近1.5eV。CZTS薄膜具有均匀致密的表面形貌,薄膜元素比例非常接近标准化学计量比。此外,CZTS薄膜呈现显著的光电流响应性能,其光电流的激发和衰减时间分别为0.0736和0.2646s。
关键词:
太阳电池
,
CZTS
,
薄膜
,
光电性能
华中
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王多
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孟祥成
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田乐
,
孙亚明
材料导报
以金属盐氯化铜、氯化锌、氯化锡为原料,单乙醇胺和乙二醇甲醚作为溶剂,采用溶胶-凝胶法结合旋涂技术获得前驱体薄膜,分别经120℃和300℃的热板干燥后,在双温区管式炉中,于硫蒸气下硫化制备Cu2 ZnSnS4(CZTS)薄膜.利用X射线衍射(xRD)、拉曼光谱仪(Raman)、X射线能量色散谱(EDS)、扫描电子显微镜(SEM)和紫外-可见分光光度计(UV-Vis)等一系列测试设备对样品的结构、各组分的含量、表面形貌和光带隙进行表征分析.研究结果表明,CZTS前驱体薄膜在120℃的热板上干燥后,再经500℃硫化可制备出纯净的CZTS薄膜,禁带宽度接近1.52 eV.
关键词:
CZTS
,
溶胶-凝胶
,
硫化
,
薄膜
,
太阳能电池
蒋诗旭
,
周超
,
张天财
,
高延敏
材料研究学报
doi:10.11901/1005.3093.2016.134
通过溶剂热法,以含有PVP的醇类作溶剂,以CuCl2·2H2O、Zn(Ac)2·2H2O、SnCl·5H2O作金属源,硫脲作硫源,在一定条件下反应,通过XRD、Raman、SEM、EDS、TEM、UV-Vis以及电化学分析系统研究醇类溶剂溶解度对CZTS颗粒的物相、结构、形貌以及光电性能的影响.结果表明:所选溶剂溶解度不同,对得到的CZTS颗粒的结晶性、形貌、原子比以及光电性能均有相应的影响;当选择溶解度为32.1的乙二醇作溶剂时,合成的颗粒结晶性较好,颗粒形貌为表面嵌有薄片的微球,颗粒表面缺陷形态为贫铜富锌结构,光学带隙为1.47 eV,与太阳能电池所需的最佳带隙接近,薄膜电阻率为45.86 Ω·m.
关键词:
材料合成与加工工艺
,
溶剂热法
,
溶解度
,
醇类溶剂
,
CZTS
李志山
,
王书荣
,
蒋志
,
杨敏
,
陆熠磊
,
刘思佳
,
赵其琛
,
郝瑞亭
,
杨培志
人工晶体学报
采用ZnS-Sn-CuS作为靶材,利用磁控溅射技术制备了Cu2ZnSnS4 (CZST)薄膜材料及太阳电池,重点研究了不同硫化温度对CZTS薄膜质量及太阳电池性能的影响.利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、显微拉曼光谱仪(Raman)和紫外可见分光光度计(UV-Vis)分别表征了不同硫化温度下制备的CZTS薄膜的晶相结构、表面形貌、化学组分、相的纯度和光学性能.结果表明:在580℃下所制备的CZTS薄膜光滑致密、结晶质量好,同时化学组分属于贫铜富锌,而且无其他二次相,禁带宽度约为1.5 eV.符合高效率太阳电池吸收层的要求.将CZTS吸收层按照SLG/Mo/CZTS/CdS/i-ZnO/ITO/ Al的结构制备成面积为0.12 cm2的电池并进行Ⅰ-Ⅴ测试.测试结果表明,在580℃硫化后制备的CZTS薄膜太阳电池具有最高的转换效率为3.59％.
关键词:
磁控溅射
,
CZTS
,
硫化温度
,
薄膜太阳能电池
弓艳梅
,
徐键
,
徐清波
,
方刚
材料导报
doi:10.11896/j.issn.1005-023X.2016.06.006
Cu2ZnSnS4(CZTS)具有与CIGS相似的结构,其直接带隙宽度为1.45~1.6 eV,吸收系数则高于104 cm-1,构成元素丰富且无毒,因此其作为一种P型半导体材料,被认为是最有希望替代CIGS的材料之一.以去离子水和无水乙醇作为溶剂,采用溶胶-凝胶法(Sol-gel)在玻璃基底上制得了CZTS薄膜,利用X射线衍射仪、拉曼光谱仪、扫描电镜和紫外可见光谱对样品进行了表征,并讨论了烘焙温度对薄膜结构和形貌的影响.结果表明当热处理温度达到200℃时得到了黑色的CZTS薄膜,其禁带宽度为1.45 eV,经过EDS分析制得的薄膜的元素比Cu:Zn:Sn:S接近2:1:1:4,这与CZTS的理论值是一致的,但是薄膜中存在少量的氯元素,同时适当降低前期的烘焙温度可以提高薄膜的致密性.
关键词:
CZTS
,
溶胶-凝胶
,
薄膜
邹正光
,
曾彦
,
龙飞
,
申玉芳
,
郑国源
人工晶体学报
本文采用高压溶剂热法合成了铜锌锡硫(CZTS)粉体,采用XRD、SEM测试方法对合成产物的物相、形貌进行了表征.探讨了温度,时间以及表面活性剂等因素对溶剂热合成CZTS粉体形貌、物相和性能的影响.结果表明:高压溶剂热法制备的CZTS目标粉体纯度高,制备周期短,产物形貌为球形的片状集合体.反应进程随着反应温度的升高而加快,随着保温时间的延长而趋于完全.加入部分表面活性剂对团聚现象改善并不明显.
关键词:
溶剂热
,
CZTS
,
球形微粉
陆熠磊
,
王书荣
,
李志山
,
蒋志
,
杨敏
,
刘思佳
人工晶体学报
目前制备CZTS薄膜太阳电池的缓冲层绝大多数采用硫酸镉作为镉源.本文将主要介绍用醋酸镉((Ch3COO)2Cd)、氯化镉(CdCl2)和硝酸镉(Cd(NO3)2)和硫酸镉(CdSO4)四种不同的镉源制备硫化镉薄膜.通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和紫外可见分光光度计对硫化镉薄膜的结构、表面形貌和光学性能进行分析研究.分析结果表明以硝酸镉为镉源制备的硫化镉薄膜最适合作为缓冲层使用.将不同镉源制备的硫化镉薄膜作为CZTS薄膜电池的缓冲层,制备出的电池效率分别为:1.83％((Ch3COO)2Cd)、2.89％(CdCl2)、3.4％(Cd(NO3)2)、3.19％(CdSO4).
关键词:
不同镉源
,
硫化镉薄膜
,
铜锌锡硫
,
薄膜太阳电池
陆熠磊
,
王书荣
,
李志山
,
蒋志
,
杨敏
人工晶体学报
采用多周期磁控溅射单质靶Cu-Sn-Zn制备CZTS薄膜太阳电池.多周期包含两周期和四周期,同时与单周期制备的CZTS薄膜电池作对比.通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)和拉曼光谱仪(Raman)对不同周期得到的CZTS薄膜的晶体性质、表面样貌、化学成分等性质进行分析研究.分析结果显示,多周期制备的CZTS薄膜晶体质量要比单周期的好,表面均匀致密.重要的是四周期溅射制备的CZTS薄膜是研究的最佳实验组.最终把不同周期得到的CZTS薄膜制备成完整的器件结构,得到的太阳电池效率分别是:单周期2.64%,两周期3.01%,四周期3.36%.
关键词:
多周期
,
磁控溅射
,
铜锌锡硫(CZTS)
,
薄膜太阳电池
