Cu2ZnSnS4和SnS薄膜的制備及應用研究.pdf

1、本論文以水熱法合成的Cu2ZnSnS4(CZTS)粉體為源，用脈沖激光沉積法制備了CZTS薄膜，組裝了結構為FTO/CdS/CZTS/Mo的薄膜太陽電池;探討了CuCl、Cu(AC)2、 ZnCl2、 Zn(AC)2、 Sn(AC)2、 SnCl4、 Sn(AC)4等原料對熱注入溶液法合成的CZTS納米粒子的化學組成、晶相、磁性的影響;使用熱解法制備了SnS薄膜，并分析了不同熱解次數(shù)對所得SnS薄膜化學組成、晶相和光學帶隙影響，用電化學

2、阻抗譜比較了不同熱解次數(shù)制備的SnS薄膜對Sn2-/S2-電對的電化學催化氧化還原活性，并測量了相應量子點敏化太陽電池(QDSCs)的光伏性能;以SnS粉體為源，通過近空間升華法成功制備了SnS薄膜，研究了不同源溫度對所得SnS薄膜化學組成、晶相和光學帶隙的影響。
　　結果表明，以水熱法合成的CZTS粉體為源，用脈沖激光沉積法制備的CZTS薄膜的化學組成為Cu1.74Zn0.80Sn1.00S4.0，非常接近CZTS的理論化學計量

3、比，所組裝結構為FTO/CdS/CZTS/Mo的薄膜太陽電池的短路電流密度、開路電壓、填充因子和光電轉換效率分別為1.01 mA·cm-2、0.39V、0.49和0.19％(AM1.5和100 mW·cm-2);以Cu(AC)2、Zn(AC)2、Sn(AC)2、Cu(AC)2、Zn(AC)2、Sn(AC)4為原料并通過2次離心制備得到的納米粒子的化學組成較為接近CZTS的化學計量比且XRD衍射花樣與CZTS標準卡片一一對應;熱解法制備的

4、SnS薄膜的化學組成符合SnS化學計量比，不同熱解次數(shù)制備的SnS薄膜對Sn2-/S2-均有催化氧化還原作用，且熱解5次得到的SnS薄膜催化活性最高。以熱解5次制備的SnS薄膜作為對電極的QDSCs的短路電流密度、開路電壓、填充因子和光電轉換效率分別為8.69 mA·cm-2、0.42V、0.43和1.57％(AM1.5和100 mW·cm-2)，表明熱解法制備的SnS薄膜可以有效的作為QDSCs的對電極;用近空間升華法在源溫度為650