基于CZTS薄膜太陽能電池板的制備及性能研究.pdf

1、CZTS（Cu2ZnSnS4）是由銅鋅錫硫四種元素組成的一種四元化合物的半導(dǎo)體材料，由于其具有良好的光吸收能力，因此作為太陽能電池的吸收層材料有著良好的應(yīng)用前景。本文制備了CZTS薄膜和CdS（硫化鎘）薄膜，并且研究了它們的光電化學(xué)性能。本文致力于CZTS薄膜太陽能電池板的核心部位CdS/CZTS異質(zhì)結(jié)的制備方法的探索并且研究了光電化學(xué)性能，開展了以下研究工作：
　　（1）CZTS納米粉末的制備。分別以氯化銅(CuCl2)、氯化鋅

2、(ZnCl2)、四氯化錫(SnCl4)和硫脲(CH4N2S)為原料，以去離子水為溶劑在一定溫度下攪拌后得到談黃色的澄清溶液，通過水熱法制備了CZTS粉末，最后將粉末烘干后通過馬弗爐進(jìn)行退火處理。用水熱法在不同反應(yīng)溫度下制備的CZTS粉末，采用XRD、SEM、UV-Vis等設(shè)備對其進(jìn)行表征測試，研究了不同溫度下制備的CZTS粉末的結(jié)晶度、光吸收率等性能。
　?。?）CZTS薄膜太陽能電池中的吸收層（CZTS薄膜）制備。將制備好的CZ

3、TS粉末加以研磨后制成CZTS漿料，然后運(yùn)用絲網(wǎng)印刷技術(shù)制備CZTS薄膜，進(jìn)行一系列退火處理后得到良好的CZTS薄膜。采用SEM、UV-Vis、電化學(xué)工作站等設(shè)備對其進(jìn)行表征測試，研究發(fā)現(xiàn)研磨的漿料的程度、CZTS薄膜的退火溫度都對其光吸收率和光電導(dǎo)率有著重要影響。
　?。?）CZTS薄膜太陽能電池的緩沖層（硫化鎘薄膜）的制備。采用氯化鎘（CdCl2）、氯化銨（NH4Cl）和硫脲（CH4N2S）為原料，通過水浴法探討在不同溫度、p

4、H值的條件下制備了硫化鎘薄膜，后續(xù)通過馬弗爐進(jìn)行了不同溫度的退火處理。采用XRD、SEM、UV-Vis、電化學(xué)工作站等設(shè)備對硫化鎘薄膜進(jìn)行表征，研究表明，在反應(yīng)溶液溫度為70oC左右、溶液pH值為10時，制備出的薄膜樣品進(jìn)過退火后得到結(jié)晶度好、透光性好和光電導(dǎo)好的硫化鎘薄膜。
　?。?）本文在最后還制備出了CZTS與硫化鎘的P-N結(jié)。先在刻蝕好的FTO玻璃上沉積一層均勻的硫化鎘薄膜，再在硫化鎘薄膜襯底上通過絲網(wǎng)印刷工藝制備一層CZ