Reline離子溶液中電化學(xué)沉積制備銅鋅錫硫薄膜的研究.pdf

1、Cu2ZnSnS4（CZTS）為錫黃錫礦結(jié)構(gòu)的四元化合物，該材料與目前在薄膜太陽能電池領(lǐng)域表現(xiàn)出色的黃銅礦結(jié)構(gòu)的CIGS(銅銦鎵硒)材料具有相似的晶體結(jié)構(gòu)，且CZTS有著很好的光電性能，組成元素在地球上含量豐富，安全無毒和環(huán)境友好，因而成為太陽能電池吸收層的最佳候選材料之一。
　　本文采用Reline離子溶液作為電解液，利用電化學(xué)沉積的方法一步沉積銅鋅錫制備出金屬前驅(qū)體，并對制得的金屬前驅(qū)體在合適的溫度和時間條件下經(jīng)過熱處理以及硫

2、化處理得到了銅鋅錫硫薄膜，最后研究了熱處理以及硫化過程中實驗條件如溫度和時間對于薄膜性質(zhì)的影響。研究內(nèi)容主要包括三個部分：
　　第一部分系統(tǒng)的研究了 Reline離子液體的電化學(xué)性質(zhì)以及在 Reline離子液體中三種金屬的沉積電壓。探究了沉積電壓對前驅(qū)體形貌以及組分的影響，在一系列沉積電壓下進(jìn)行沉積得到了不同的前驅(qū)體，通過SEM及XRF測試手段對薄膜進(jìn)行了表征，最終選擇了最優(yōu)的沉積電壓，并制備了符合化學(xué)計量比的銅鋅錫前驅(qū)體。

3、>　　第二部分對銅鋅錫硫前驅(qū)體進(jìn)行了預(yù)加熱熱處理，并通過控制熱處理過程中的溫度和時間探究了溫度與時間對前驅(qū)體表面形貌及組成成分的影響。通過 XRF熒光探針測出了不同變量下薄膜組成成分的變化，并選擇出了最佳的預(yù)加熱實驗條件。最后將最佳預(yù)加熱條件下得到的前驅(qū)體進(jìn)行了 XRD衍射測試，證實了預(yù)加熱過程有助于使電沉積得到的前驅(qū)體中的金屬由單質(zhì)轉(zhuǎn)化為相互之間的合金。
　　第三部分對預(yù)加熱的前驅(qū)體進(jìn)行了硫化處理，制備出了銅鋅錫硫薄膜。選用硫粉