靜電紡絲法制備銅鋅錫硫微納米纖維及其性能表征.pdf

1、為了緩解當(dāng)今化石能源的短缺問題，太陽能作為一種可持續(xù)發(fā)展的清潔能源成為了具有很大潛力的替代能源。太陽能電池是人們利用太陽能的一種重要方式，將人類無法直接利用的太陽輻射能轉(zhuǎn)換為電能，其中太陽能薄膜電池是當(dāng)今研究的熱點。而 Cu2ZnSnS4(CZTS)作為太陽能電池吸收層材料具有吸收系數(shù)高、光譜響應(yīng)好、轉(zhuǎn)化效率高、成本低、無污染等優(yōu)點。在制備CZTS材料的眾多方法中，高壓靜電紡絲技術(shù)的制備工藝相對簡單，不需要真空或者高溫高壓條件，因而成本

2、相對較低，可以實現(xiàn)大規(guī)模的生產(chǎn)。而且在制備微納米纖維的過程中可以控制纖維直徑的大小及形貌。本文重點研究了靜電紡絲法制備CZTS納米纖維的工藝條件。通過對制備的CZTS微結(jié)構(gòu)及性能的表征，研究了靜電紡絲參數(shù)、退火工藝參數(shù)等諸多因素對CZTS微納米纖維的形貌、微結(jié)構(gòu)、晶體結(jié)構(gòu)及半導(dǎo)體性能的影響。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴利用靜電紡絲法成功的紡出了聚乙烯吡咯烷酮（PVP）的微納米纖維，在不同的工藝條件對比下，研究了影響前驅(qū)體纖維形貌和

3、直徑的幾個重要因素：溶液的濃度（粘度）、流速、紡絲電壓、接收裝置等。掌握了靜電紡絲纖維的形貌可控及直徑可調(diào)的工藝。⑵以靜電紡絲法成功制備了具有取向生長的CZTS的微納米纖維。對PVP作為粘性劑調(diào)節(jié)的前驅(qū)體溶液的粘度、無機(jī)鹽的濃度、電壓、退火溫度及升溫速率的調(diào)節(jié)實現(xiàn)了纖維的形貌、直徑及性能的可控性。在550℃退火后保溫2 h所制備的纖維有取向生長的趨勢。⑶對制備的CZTS微納米纖維進(jìn)行了性能表征。形貌測試確定了纖維的形貌、直徑大小及纖維的