【摘要】：采用電沉積銅鋅錫(Cu-Zn-Sn,CZT)合金預(yù)制層后退火制備薄膜太陽電池用吸收層材料銅鋅錫硫(Cu_2ZnSnS_4,CZTS)。利用掃描電鏡、X線能量色散譜儀、X線衍射儀、拉曼光譜等檢測(cè)方法對(duì)不同預(yù)制層成分下制備的CZTS薄膜的表面形貌、成分和物相結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征與分析。研究結(jié)果表明:隨著預(yù)制層中銅摩爾分?jǐn)?shù)的增加,CZTS薄膜(112)面衍射峰半峰寬呈現(xiàn)先減小后增大的趨勢(shì),在物質(zhì)的量比n(Cu)/n(Zn+Sn)=0.83和n(Zn)/n(Sn)=1.31的條件下獲得半峰寬最小、結(jié)晶性能最好的CZTS薄膜;貧銅貧鋅條件下制備的薄膜中存在SnS_2二次相,貧銅富鋅條件下制備的薄膜中存在少量ZnS二次相;富銅富鋅條件下制備的薄膜中存在Cu-S二次相;二次相對(duì)薄膜光電響應(yīng)具有重要影響,貧銅富鋅的樣品光電響應(yīng)性能較好,無光電流衰減現(xiàn)象,光電流密度最大可達(dá)到0.6 mA/cm~2;最優(yōu)成分下制備的CZTS太陽電池在100 mW/cm~2光照條件下獲得光電轉(zhuǎn)換效率為3.27%。

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