硫化物異質(zhì)結(jié)的制備及光電性能的研究.pdf

1、太陽能可以利用的形式主要包括熱能利用、生物化學(xué)能利用、機(jī)械能利用以及光能的利用。其中利用太陽能的光生伏打效應(yīng)來進(jìn)行發(fā)電，即通常所說的太陽能電池，是目前利用太陽能的主要途徑之一。但是，目前限制太陽能電池發(fā)展的因素還有很多，例如制備工藝繁瑣、能耗高、成本高等。尋求一種簡單、無污染、低成本、低能耗的制備方法合成具有較好光電性能的半導(dǎo)體材料成為了太陽能電池研究的關(guān)鍵。本論文對(duì)硫化物異質(zhì)結(jié)薄膜的制備進(jìn)行了研究，并進(jìn)一步地將其應(yīng)用薄膜太陽能電池中，

2、對(duì)電池器件的性能參數(shù)進(jìn)行了測試。本論文的主要研究內(nèi)容歸納如下:
　　(1)在FTO導(dǎo)電玻璃基底上濺射一定厚度的金屬鎘薄膜，采用簡單的化學(xué)氣相沉積法一步合成了CdS納米結(jié)構(gòu)薄膜。再通過超聲輔助，在室溫下經(jīng)陽離子交換制備CdS/Ag2S異質(zhì)結(jié)。詳細(xì)分析不同反應(yīng)時(shí)間對(duì)產(chǎn)物薄膜的影響，并做了一系列的表征和光電性能測試。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明CdS/Ag2S異質(zhì)結(jié)薄膜致密，顆粒粒徑在200～400 nm之間，薄膜表現(xiàn)出增強(qiáng)的可見光吸收，其光電流密度為

3、30.0μAcm-2是CdS薄膜的2.3倍。通過CdS/Ag2S異質(zhì)結(jié)薄膜與P3HT的雜化，組裝成無機(jī)-有機(jī)太陽能電池后，測得的電池性能參數(shù)為:開路電壓為0.082 V，短路電流密度為0.192 mAcm-2，填充因子為0.261，轉(zhuǎn)化效率為0.0046％，其光電轉(zhuǎn)換效率是CdS薄膜的2.4倍。
　　(2)在FTO導(dǎo)電玻璃基底上濺射一定厚度的金屬錫薄膜，采用簡單的化學(xué)氣相沉積法一步合成了SnS2納米結(jié)構(gòu)薄膜。在SnS2薄膜上濺射不

4、同厚度單質(zhì)錫，通過高溫固相反應(yīng)生成SnS2/SnS p-n異質(zhì)結(jié)薄膜。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明SnS2/SnS異質(zhì)結(jié)薄膜致密均勻無裂痕，在300～1000nm波長范圍內(nèi)表現(xiàn)出很強(qiáng)的吸收，并且有很好的光電流響應(yīng)。組裝成無機(jī)p-n結(jié)太陽能電池后，測得的電池性能參數(shù)為:開路電壓為0.159 V，短路電流密度為0.216mAcm-2，填充因子為0.17，轉(zhuǎn)化效率為0.006％，通過初步優(yōu)化器件，得到較優(yōu)的轉(zhuǎn)化效率為0.011％。
　　(3)同樣采用離