Cu2ZnSnS4薄膜及其器件研究.pdf

1、21世紀,人類面臨著能源危機及生態(tài)環(huán)境的惡化,改變能源結構、發(fā)展綠色能源已成為備受關注的課題。太陽能是最具應用前景的可再生清潔能源之一,利用太陽能電池可以無任何材料損耗的將太陽能轉換為人類可利用的電能。在太陽能電池領域,要提高光電轉換效率、降低生產(chǎn)成本及對環(huán)境友好,最基本且關鍵的問題在于材料的選擇及制備。本文研究的Cu2ZnSnS4(CZTS)是最有發(fā)展前景的新型太陽能電池材料之一,其所含元素無毒且含量豐富,基于CZTS的太陽能電池理論

2、轉換效率達32.2％。本文對CZTS薄膜及其異質結器件的制備和性能進行研究和探討。
　　利用了脈沖激光沉積(PLD)法及磁控濺射法制備了CZTS薄膜。利用PLD法在玻璃襯底上、在不同脈沖激光能量條件下制備一系列CZTS薄膜;利用磁控濺射法在室溫條件下、在玻璃襯底上沉積CZTS薄膜,并經(jīng)Ar氣氛保護、不同溫度的快速退火,制備了一系列的CZTS薄膜。利用X射線能量色散譜(EDS)、X射線衍射(XRD)、原子力顯微鏡(AFM)、紫外-可

3、見-近紅外分光光度計(UV-VIS-NIR)等表征手段,對不同條件下制備CZTS樣品的薄膜化學組分、晶體結構、表面形貌、光學和電學性質進行表征分析,得到制備高質量CZTS薄膜的工藝條件。
　　利用PLD法制備了p-CZTS/n-Si及p-CZTS/n-ZnS異質結器件,利用半導體參數(shù)測試系統(tǒng)等對制備的異質結進行表征,I-V測試結果表明,所制備的p-CZTS/n-Si異質結器件具有良好的整流特性和一定的光伏特性,p-CZTS/n-Z