溶膠—凝膠法制備cu2znsn(sxselx)4薄膜太陽(yáng)電池(1)

1、中圖分類號(hào)型魚!UDC620碩士學(xué)位論文學(xué)校代碼!Q三三密級(jí)公玨溶膠一凝膠法制備Cu2ZnSn(SxSelx)4薄膜太陽(yáng)電池FabricationofCu2ZnSn(SxSelx)4thinfilmsolarcellsviasol—gelroute‘一，作者姓名：學(xué)科專業(yè)：研究方向：學(xué)院(系、所)：指導(dǎo)老師：副指導(dǎo)教師：韓自力有色金屬冶金薄膜太陽(yáng)電池冶金與環(huán)境學(xué)院賴延清教授劉芳洋副教授一一席蛋中南大學(xué)2014年05月中南大學(xué)碩士學(xué)位論文

2、摘要溶膠一凝膠法制備Cu2ZnSn(SxSelX)4薄膜太陽(yáng)電池摘要：硫?qū)倩衔锇雽?dǎo)體材料銅鋅錫硫硒(CZTSSe)不僅具有和CIGS類似的光電性能，而且其所含元素地球上含量豐富，作為薄膜太陽(yáng)電池光吸收材料具有廣闊的前景。目前已有包括真空和非真空的多種方法制備出了CZTSSe薄膜太陽(yáng)電池器件并取得了相當(dāng)可觀的光電轉(zhuǎn)換效率。在各種制備方法中，基于溶膠一凝膠技術(shù)的方法具有工藝簡(jiǎn)單、低成本、環(huán)境友好且適合大規(guī)模生產(chǎn)應(yīng)用等優(yōu)勢(shì)。本論文采用溶膠凝

3、膠法制備CZTSSe薄膜及電池器件，并取得了最高808％(有效電池面積)的光電轉(zhuǎn)換效率，具體結(jié)果如下：(1)基于溶膠凝膠后硒化的方法制備CZTSSe薄膜，通過(guò)研究不同熱處理工藝參數(shù)(硒源溫度、熱處理溫度、熱處理時(shí)間)以及不同金屬成分比例對(duì)CZTSSe薄膜性質(zhì)的影響規(guī)律，形成對(duì)CZTSSe薄膜晶體生長(zhǎng)的具體認(rèn)識(shí)。對(duì)熱處理過(guò)程中硒源溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)，可以達(dá)到對(duì)薄膜中S／(SSe)t匕例的調(diào)控。適合器件制備的吸收層薄膜的最佳工藝條件為：熱處理溫度

4、為560℃、熱處理時(shí)間40min、金屬成分Cu／(ZnSn)禾IZn／Sn比例分別為086和10。(2)對(duì)含有不同非金屬成分S／(SSe)比例吸收層的CZTSSe薄膜太陽(yáng)電池進(jìn)行組裝，并測(cè)試了電池器件的光伏性能，結(jié)果表明：隨著Se含量的升高，電池開(kāi)路電壓逐漸減小，短路電流逐漸增大，薄膜禁帶寬度隨Se含量增大線性減小，器件效率在S／(SSe)=035時(shí)達(dá)到最大值?！?3)優(yōu)化后的電池器件獲得了最高808％的光電轉(zhuǎn)化效率，并全面分析了材料及