銅鋅錫硒納米材料的制備及其性能研究.pdf

1、近年來，科研工作者探索研究了各種低成本、高效率太陽能電池納米材料。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、價格低廉，被認(rèn)為是可以替代CIGSe的最有開發(fā)價值的太陽電池材料之一。CZTSe納米材料最早是通過物理方法來制備的，物理方法制備CZTSe存在的最大缺點是難以排除二元、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，如反應(yīng)條件苛刻需要惰性氣體保護、或?qū)嶒灢襟E繁瑣、或價格昂貴的有機溶劑的使用、或產(chǎn)物產(chǎn)量少等。繼續(xù)尋找更合適的簡單易行的制備CZTSe材料的方法可以為CZTSe太陽能電池的發(fā)展提供重要的理論價值和現(xiàn)實意義。
　　 CZTSe的普遍應(yīng)用是作為吸收層材料運用在無機化合物薄膜太陽能電池上，但是目前的文獻報道對CZTSe性能的研究很少。

3、本論文研究了CZTSe作為吸收層材料時應(yīng)該具備的性能特征。此外，染料敏化太陽能電池由于具有低成本、環(huán)境友好、制備簡單等優(yōu)點也備受關(guān)注。染料敏化電池的重要組成之一是對電極，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對電極資源稀缺、價格昂貴，限制了染料敏化電池的大規(guī)模使用。因此，嘗試使用CZTSe作為對電極材料運用在染料敏化電池上可能為發(fā)展新一代對電極材料提供新思路。
　　 本論文針對熱注入法制備CZTSe存

4、在的缺點，首先采用簡單易行的溶劑熱法制備了CZTSe材料。通過改變不同的反應(yīng)條件，制備出了不同形貌的CZTSe，采用XRD、SEM、TEM、XPS、拉曼光譜等儀器對產(chǎn)物的組分、形貌進行了表征。實驗結(jié)果表明通過改變反應(yīng)時間可以改變CZTSe的形貌及禁帶寬度。其次，試圖將CZTSe作為吸收層材料運用在薄膜太陽能電池中，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作為對電極材料運用在染料