薄膜太陽(yáng)能電池緩沖層CdS的化學(xué)水浴法制備及其熱處理研究.pdf

1、近年來(lái)隨著化石能源的匱乏以及環(huán)境的惡化，人們逐漸意識(shí)到能源技術(shù)革新的重要性，關(guān)于太陽(yáng)能電池綠色能源的利用目前也得到了廣泛的關(guān)注，全球的太陽(yáng)能市場(chǎng)以多晶硅以及單晶硅為主流，但該類(lèi)型的電池生產(chǎn)成本相對(duì)較高。薄膜太陽(yáng)能電池鑒于其耗材少，轉(zhuǎn)換率高等優(yōu)點(diǎn)，受到了越來(lái)越多的重視。本論文主要是針對(duì)銅銦鎵硒薄膜太陽(yáng)能電池中緩沖層材料硫化鎘薄膜進(jìn)行了詳細(xì)的研究。
　　 首先我們通過(guò)化學(xué)水浴法在鈉鈣玻璃基片上沉積得到了致密平整的硫化鎘納米薄膜，制備

2、過(guò)程中我們使用的醋酸鎘以及硫脲來(lái)作為Cd2+和S2-離子的提供源，其中氨水作為絡(luò)合劑，醋酸銨作為反應(yīng)過(guò)程中的緩沖劑，不過(guò)直接沉積所得到的CdS薄膜是由許多的小碎晶組成，同時(shí)包含著兩個(gè)混雜相:六方相以及立方相的成分。
　　 CdS薄膜的結(jié)晶質(zhì)量在光電應(yīng)用過(guò)程中起著非常重要的作用，鑒于此，相關(guān)后續(xù)的薄膜熱處理工作顯得非常重要，因此我們對(duì)沉積所得到的薄膜進(jìn)行了系統(tǒng)的熱處理研究，尤其是對(duì)比了在不同氛圍下（真空、氬氣、空氣）的退火影響，以

3、及退火過(guò)程中有無(wú)飽和CdCl2甲醇溶液旋涂輔助所產(chǎn)生的影響，相應(yīng)的對(duì)其結(jié)構(gòu)變化、形貌差異以及薄膜光學(xué)性質(zhì)的結(jié)果給予了分析研究。之后我們發(fā)現(xiàn)在空氣中預(yù)先旋涂了飽和CdCl2甲醇溶液后熱處理得到的CdS薄膜樣品，其結(jié)構(gòu)出現(xiàn)了顯著地變化，薄膜質(zhì)量有了明顯的改觀。
　　 在我們確定選取了最好的退火氛圍后，我們進(jìn)一步的研究了不同退火溫度(350，400以及500℃)對(duì)我們所制備出的CdS薄膜性質(zhì)的影響。我們發(fā)現(xiàn)對(duì)沉積的CdS薄膜表面預(yù)先旋

4、涂飽和的CdCl2甲醇溶液，并在400℃空氣中退火后，薄膜表現(xiàn)為單一的六方相結(jié)構(gòu)，也就是說(shuō)CdS薄膜在這樣的一個(gè)退火過(guò)程中發(fā)生了由立方到六方的相轉(zhuǎn)變，CdS薄膜的結(jié)晶性有了明顯的提高，相應(yīng)薄膜的平均晶粒大小也在增大，CdS薄膜這些性質(zhì)的優(yōu)化在其作為太陽(yáng)能電池窗口層的應(yīng)用中是非常有利的。
　　 此外，鑒于銅銦鎵硒中金屬鎵是一種非常稀缺和昂貴的材料，在本文中，我們報(bào)道了一種在非真空條件下，采用溶膠凝膠旋涂甩膠成膜法，探索了制備銅銦鋁