刘耀成
,
王公平
,
高金凤
,
徐键
,
方刚
材料导报
doi:10.11896/j.issn.1005-023X.2014.23.028
Cu2ZnSnS4 (CZTS)具有高达104 cm-1的吸收系数,其约1.45 eV的禁带宽度与太阳光谱非常匹配,且CZTS所含元素无毒、在地球上含量丰富、价格低廉,适用于辊对辊、丝网印刷等非真空的低成本制造方法,这使得CZTS太阳电池已成为最具产业化发展潜力的薄膜太阳电池之一,因而最近几年倍受关注.低成本的非真空制造方法大都采用CZTS纳米颗粒或其纳米墨水,因此高质量的CZTS纳米粉体的低成本、绿色制备成为CZTS太阳电池器件制造的重要部分.对CZTS纳米颗粒及其纳米墨水的制备方法进行了综述,分析和讨论各种CZTS粉体的制备方法工艺特点及其优缺点,并探讨其发展趋势.
关键词:
Cu2ZnSnS4
,
制备方法
,
薄膜太阳电池
,
纳米颗粒
,
纳米墨水
华中
,
孟祥成
,
孙亚明
,
于万秋
,
龙东
,
张守琪
材料热处理学报
利用磁控溅射法将Cu/Sn/ZnS前驱体沉积在钙钠玻璃基片上,再通过硫化该前驱体制备Cu2ZnSnS4薄膜.利用X射线衍射仪、拉曼光谱仪、扫描电子显微镜、能谱仪、霍尔效应测量系统和紫外可见分光光度计研究了Cu2ZnSnS4薄膜的微观结构、表面形貌、化学成分、电学和光学性能.结果表明,CZTS薄膜的微观结构依赖于硫化温度和时间.在480℃硫化3h的薄膜为沿(112)晶面择优取向生长的纯相CZTS薄膜,该薄膜的禁带宽度是1.51 eV,其电阻率和载流子浓度分别为0.39 Ω·cm和4.07×1017 cm-3.
关键词:
Cu2ZnSnS4
,
磁控溅射
,
硫化
,
薄膜
颜志强
,
魏爱香
,
招瑜
,
刘俊
人工晶体学报
利用溶剂热制备了Cu2ZnSnS4 (CZTS)球形纳米晶.采用X射线衍射(XRD)、拉曼光谱、扫描电子显微镜(SEM)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)、能量色散谱(EDS)和紫外-可见分光光度计对产物的物相结构、形貌、化学组分及光学性能进行表征.结果表明:所制备的CZTS球形纳米晶具有锌黄锡矿结构,球形颗粒的直径为190～300 nm,每个球形颗粒是由很多平均尺寸大约24 nm的纳米晶构成.纳米晶具有锌黄锡矿结构,其禁带宽度约为1.55 eV.同时研究了反应前驱溶液中不同量的硫脲和氯化锌对所制备的CZTS纳米颗粒的结构、原子组分比和形貌的影响规律,并对其形成机理进行了初步探讨.
关键词:
溶剂热
,
Cu2ZnSnS4
,
球形纳米颗粒
,
光学性能
周超
,
高延敏
,
王丹
,
韩莲
,
冯清
材料研究学报
采用溶剂热法,以CuCl2·2H2O、Zn(Ac)2·2H2O、SnCL·5H2O作金属源,硫脲作硫源,乙二醇作溶剂,在体系中加入不同表面活性剂PVP和CTAB,研究PVP、CTAB协同效应对制备CZTS颗粒的影响.通过XRD、SEM、UV-Vis方法检测分析CZTS颗粒的物相、结构、形貌以及光学性能.结果表明:所得CZTS颗粒均具有锌黄锡矿结构;当在体系中同时加入PVP、CTAB时,两者的协同效应使得颗粒形貌发生明显变化,光学带隙也发生相应变化;当体系中加入的表面活性剂PVP∶CTAB=3∶1时,合成的颗粒结晶性较好、颗粒形貌为单分散似花状微粒、光学带隙为1.48 eV,与太阳能电池所需的最佳带隙接近.最后,提出了相应的机理.
关键词:
无机非金属材料
,
协同效应
,
溶剂热法
,
Cu2ZnSnS4
,
PVP
,
CTAB
夏冬林
,
郑宇辰
,
黄波
,
赵修建
材料研究学报
以乙酰丙酮铜(Cu(AcAc)2)、乙酸锌(Zn(CH3COO)2·2H2O)、氯化亚锡(SnCl2·2H2O)、升华硫(S粉)和十二硫醇为原料,用热注射法合成了Cu2ZnSnS4(CZTS)纳米晶.再将Cu2ZnSnS4纳米晶制成胶体墨水,用旋涂法制备出Cu2ZnSnS4薄膜.用X射线衍射(XRD)仪、拉曼光谱(RS)仪、透射电镜(TEM)、扫描电镜(SEM)、X射线能量色散谱仪(EDS)和紫外-可见光谱(UV-Vis)分光光度计对CZTS纳米晶及薄膜的晶体结构、微观形貌、化学组成及光学性能进行表征,研究了注射温度对纳米晶结构、形貌、晶粒大小以及化学组成的影响以及热处理时间对Cu2ZnSnS4薄膜结构、形貌、化学组成和光学性能的影响.结果表明,在注射温度为180℃时合成的CZTS纳米晶为锌黄锡矿结构,平均粒径为18nm.在500℃热处理2h所制备出的薄膜,在可见光范围内其吸收系数高达104 cm-1,禁带宽度为1.45 eV.
关键词:
无机非金属材料
,
Cu2ZnSnS4
,
热注射法
,
纳米晶
,
旋涂法
周超
,
冯清
,
高延敏
无机材料学报
doi:10.3724/SP.J.1077.20143.13418
采用溶剂热法,以CuCl2·2H2O、Zn(Ac)2·2H2O、SnCl4·5H2O作金属源,硫脲作硫源,乙二醇作溶剂,PVP作表面活性剂,制备了Cu2ZnSnS4(CZTS)粉末.利用XRD、SEM、Raman、TEM、EDS、UV-Vis吸收光谱探讨了反应温度和反应时间对制备CZTS粉末的相结构、成分、形貌以及光学性能的影响.结果表明:反应温度和反应时间对CZTS粉末的颗粒形貌和光学性能影响较大,最佳合成温度为230℃,反应时间24 h.该条件下生成的CZTS粉末相较为纯净、结晶完全,形貌为表面嵌有薄片的微球,各元素原子比接近化学计量比,光学带隙为1.52 eV,与太阳能电池所需的最佳带隙接近.并对其形成机理进行了初步探讨.
关键词:
Cu2ZnSnS4
,
溶剂热法
,
反应时间
,
反应温度
毛永强
,
胡美娜
,
李娜
,
李博君
,
毛晶
人工晶体学报
先后利用化学气相沉积法和液相离子交换法,在FTO导电玻璃基底上两步法制备Cu2ZnSnS4 (CZTS)纳米片,并通过X射线衍射仪(XRD)、拉曼光谱仪(Raman)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线能谱(EDS)和紫外-可见吸收光谱仪(UV-vis)等表征手段对所得样品的物相结构、微观形貌、化学组分及光学性能进行测试分析.研究结果表明,所得样品为四方晶型CZTS纳米片,对可见光具有良好的全波段吸收,经计算其禁带宽度约1.51 eV.此外,对CZTS纳米片的形成机理进行初步探讨.
关键词:
Cu2ZnSnS4
,
纳米片
,
光学性能
,
禁带宽度
,
形成机理
贺显聪
,
郝菀
,
皮锦红
,
张传香
,
沈鸿烈
材料工程
doi:10.11868/j.issn.1001-4381.2015.04.012
采用循环伏安法研究了制备CZTS薄膜四元预制层的电化学沉积机理.结合XRD,SEM,EDS和Raman技术分析预制层退火的相转变机制.结果表明:溶液中Cu2+和Sn2+浓度不仅影响其本身的沉积速率,还影响溶液中其他金属元素的沉积速率,而Zn2+浓度仅影响其本身沉积速率.四元预制层的沉积以原子层外延为机理,在负电位作用下,Cu2+先转变为Cu原子沉积在衬底表面,且与衬底附近析出的S原子发生化学反应,在衬底上生成CuS,同样,SnS和ZnS也以这种方式交替沉积在衬底上.预制层二元硫化物随着退火温度的升高逐渐转变为Cu2(3) SnS3(4)和Cu2ZnSnS4.利用四元共电沉积预制层550℃退火1h合成的Cu2ZnSnS4薄膜原子比为Cu∶Zn∶Sn∶S=23.72∶12.22∶13.07∶50.99.无偏压下合成的CZTS薄膜光电流达到约6nA.
关键词:
Cu2ZnSnS4
,
四元共电沉积
,
退火
罗鹏
,
赵丽霞
,
徐键
无机材料学报
doi:10.3724/SP.J.1077.2012.00079
采用热注入法,在油胺(OLA)中合成出Cu2ZnSnS4(CZTS)纳米颗粒,并在玻璃衬底上制备了薄膜,研究了不同合成温度对纳米颗粒生成的影响.通过X射线衍射仪、拉曼光谱仪、透射电子显微镜、扫描电子显微镜、紫外-可见分光光度计对所得纳米晶材料的结构与成分、颗粒大小与形貌、光吸收谱进行了测试分析.研究结果表明:采用热注入法的最佳合成温度在260℃左右,该温度下生成的多晶CZTS纳米颗粒尺寸约10 nm,分散性良好,光学禁带宽度约1.5 eV.
关键词:
热注入
,
Cu2ZnSnS4
,
纳米颗粒
,
薄膜
,
太阳能电池
蔡倩
,
向卫东
,
梁晓娟
,
王芸
,
赵秀丽
硅酸盐通报
锌黄锡矿结构的Cu2ZnSnS4(CZTS)晶体属于四元金属硫化物纳米材料,由于其高吸收系数,适宜的禁带宽度(约1.50 eV),原料丰富等优点成为太阳能电池领域重要的光吸收层材料.本文主要综述了金属硫化物纳米材料的常用制备方法,并重点介绍CZTS纳米晶体的制备方法及研究现状.
关键词:
Cu2ZnSnS4
,
纳米材料
,
制备方法,研究现状
