【摘要】：隨著化石能源的日益減少,銅鋅錫硫(CZTS)太陽能電池作為一種能量轉(zhuǎn)化裝置受到了廣泛關(guān)注。目前銅鋅錫硫太陽能電池是鈉鈣玻璃/鉬/銅鋅錫硫/硫化鎘/本征氧化鋅/鋁摻雜的氧化鋅/鋁的多層結(jié)構(gòu),其結(jié)構(gòu)復(fù)雜,而且大部分功能層需要真空法制備。不僅成本高,而且需要復(fù)雜的設(shè)備及工藝。因此,采用低成本的方法進行太陽能電池的組裝具有重要意義。本論文采用電沉積法分別制備了有種子層和無種子層ZnO納米陣列、有種子層ZnO納米管、ZnO薄膜。通過調(diào)節(jié)沉積電位、沉積液成分、pH值和溫度、沉積時間等參數(shù)控制ZnO的形貌。研究發(fā)現(xiàn),沉積電位的負移會使氧化鋅納米陣列的直徑增大。沉積液pH值降低會破壞氧化鋅種子層,使得氧化鋅納米陣列的直徑迅速增大并使氧化鋅納米棒的邊緣溶解。沉積液溫度升高有利于氧化鋅從薄膜向陣列轉(zhuǎn)變并提高其結(jié)晶性。改變沉積時間可有效地調(diào)控氧化鋅納米陣列的厚度和直徑。確定氧化鋅納米陣列的最佳沉積條件:沉積液是2mM硝酸鋅和0.1M氯化鉀,沉積電位為-1.0V(vs.SCE),沉積液pH值為6.5,沉積溫度為70℃。本文還用電沉積法制備出無種子層ZnO納米陣列、ZnO薄膜和ZnO納米管,實現(xiàn)了電沉積條件下ZnO薄膜形貌的豐富變化。采用電沉積法和溶膠凝膠法成功制備出純相銅鋅錫硫吸收層。運用電沉積法在CZTS基底上成功制備出不同形貌的CZTS/ZnO異質(zhì)結(jié)。氧化鋅薄膜能夠均勻連續(xù)地覆蓋CZTS表面,形成良好的接觸。氧化鋅納米陣列在CZTS薄膜表面呈團簇狀分布。在電沉積ZnO納米陣列上電沉積制備CZTS薄膜形成ZnO納米陣列/CZTS異質(zhì)結(jié),通過加入CdS緩沖層克服了沉積液易引起ZnO腐蝕困難。在無種子層ZnO納米陣列上用溶膠凝膠法制備CZTS薄膜,通過CZTS組裝工藝的調(diào)節(jié),使初始ZnO納米陣列的粗大結(jié)構(gòu)得以保留,得到ZnO納米陣列/CZTS異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)有效地增大了窗口層和吸收層的接觸面積,有利于載流子的傳輸,為太陽能電池組裝提供了一種新途徑。通過采用成本低廉、設(shè)備簡單的電沉積法和溶膠凝膠法實現(xiàn)了不同形貌的ZnO和CZTS的組裝,為ZnO/CZTS太陽能電池的性能提高提供了多樣的組裝方式選擇。
【學(xué)位授予單位】：北京化工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TB383.1;TM914.4
【圖文】：

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ＺＴＳ晶體結(jié)構(gòu)示意圖：⑻鋅黃錫礦（ＫＳ）（ｂ）黃錫礦（ＳＴ）邋（ｃ）混合銅金（ＰＭＣＡ）［２９】逡逑ｃｈｅｍａｔｉｃ邋ｄｉａｇｒａｍ邋ｏｆ邋ｃｒｙｓｔａｌ邋ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ邋ｏｆ邋ＣＺＴＳ：邋（ａ）邋ｋｅｓｔｅｒｉｔｅ邋（ＫＳ）邋（ｂ）邋ｓｔａｎｎｉｔｐｒｉｍｉｔｉｖｅ邋ｍｉｘｅｄ邋ＣＡ邋ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ邋（ＰＭＣＡ）逡逑

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前1條

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相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

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相關(guān)碩士學(xué)位論文 前2條

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本文編號：2725166