銅鋅錫硒納米材料的制備及其性能研究.pdf

1、近年來(lái)，科研工作者探索研究了各種低成本、高效率太陽(yáng)能電池納米材料。其中，Cu2ZnSnSe4(CZTSe)因其晶體結(jié)構(gòu)和光學(xué)性質(zhì)(禁帶寬度在0.8-1.6eV之間，光吸收系數(shù)>104cm-1)與CuInGaSe2(CIGSe)相似，但是組成元素Zn、Sn含量豐富、價(jià)格低廉，被認(rèn)為是可以替代CIGSe的最有開(kāi)發(fā)價(jià)值的太陽(yáng)電池材料之一。CZTSe納米材料最早是通過(guò)物理方法來(lái)制備的，物理方法制備CZTSe存在的最大缺點(diǎn)是難以排除二元、三元雜相

2、化合物的生成。目前研究者們普遍采用的制備CZTSe納米材料的液相法是熱注入法，但是注入法尚存在某些缺點(diǎn)，如反應(yīng)條件苛刻需要惰性氣體保護(hù)、或?qū)嶒?yàn)步驟繁瑣、或價(jià)格昂貴的有機(jī)溶劑的使用、或產(chǎn)物產(chǎn)量少等。繼續(xù)尋找更合適的簡(jiǎn)單易行的制備CZTSe材料的方法可以為CZTSe太陽(yáng)能電池的發(fā)展提供重要的理論價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義。
　　 CZTSe的普遍應(yīng)用是作為吸收層材料運(yùn)用在無(wú)機(jī)化合物薄膜太陽(yáng)能電池上，但是目前的文獻(xiàn)報(bào)道對(duì)CZTSe性能的研究很少。

3、本論文研究了CZTSe作為吸收層材料時(shí)應(yīng)該具備的性能特征。此外，染料敏化太陽(yáng)能電池由于具有低成本、環(huán)境友好、制備簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)也備受關(guān)注。染料敏化電池的重要組成之一是對(duì)電極，起著收集外電路電子和催化還原電解液中的碘三負(fù)離子的作用。傳統(tǒng)的Pt對(duì)電極資源稀缺、價(jià)格昂貴，限制了染料敏化電池的大規(guī)模使用。因此，嘗試使用CZTSe作為對(duì)電極材料運(yùn)用在染料敏化電池上可能為發(fā)展新一代對(duì)電極材料提供新思路。
　　 本論文針對(duì)熱注入法制備CZTSe存

4、在的缺點(diǎn)，首先采用簡(jiǎn)單易行的溶劑熱法制備了CZTSe材料。通過(guò)改變不同的反應(yīng)條件，制備出了不同形貌的CZTSe，采用XRD、SEM、TEM、XPS、拉曼光譜等儀器對(duì)產(chǎn)物的組分、形貌進(jìn)行了表征。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明通過(guò)改變反應(yīng)時(shí)間可以改變CZTSe的形貌及禁帶寬度。其次，試圖將CZTSe作為吸收層材料運(yùn)用在薄膜太陽(yáng)能電池中，考察了CZTSe作為吸收層材料應(yīng)該具備的性質(zhì)，如吸收特性、光電分離特性。最后，首次嘗試使用CZTSe作為對(duì)電極材料運(yùn)用在染料