薄膜太陽能電池緩沖層CdS的化學(xué)水浴法制備及其熱處理研究.pdf

1、近年來隨著化石能源的匱乏以及環(huán)境的惡化，人們逐漸意識到能源技術(shù)革新的重要性，關(guān)于太陽能電池綠色能源的利用目前也得到了廣泛的關(guān)注，全球的太陽能市場以多晶硅以及單晶硅為主流，但該類型的電池生產(chǎn)成本相對較高。薄膜太陽能電池鑒于其耗材少，轉(zhuǎn)換率高等優(yōu)點，受到了越來越多的重視。本論文主要是針對銅銦鎵硒薄膜太陽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、過程中我們使用的醋酸鎘以及硫脲來作為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)過程中的緩沖劑，不過直接沉積所得到的CdS薄膜是由許多的小碎晶組成，同時包含著兩個混雜相: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、及退火過程中有無飽和CdCl2甲醇溶液旋涂輔助所產(chǎn)生的影響，相應(yīng)的對其結(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℃)對我們所制備出的CdS薄膜性質(zhì)的影響。我們發(fā)現(xiàn)對沉積的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CdS薄膜在這樣的一個退火過程中發(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