新型三元銅基化合物薄膜太陽能電池的研究.pdf

1、目前較為熱門的薄膜太陽能電池主要有碲化鎘(CdTe)薄膜太陽能電池、銅銦鎵硒(CIGS)薄膜太陽能電池和銅鋅錫硫硒(CZTSSe)薄膜太陽能電池。但是碲化鎘(CdTe)薄膜太陽能電池中含有大量的有毒元素鎘，大面積應用對環(huán)境有風險，稀有元素碲價格較貴，導致成本較高;銅銦鎵硒(CIGS)薄膜太陽能電池中含有稀有元素銦和鎵，同樣價格較貴，成本較高;銅鋅錫硫硒(CZTSSe)薄膜太陽能電池雖然避免了價格和成本上的問題，但五元體系較為復雜，這些因

2、素限制了以上薄膜太陽能電池的大面積推廣和長期發(fā)展。為了彌補它們的不足，研究出所含元素在地球中儲量豐富、價格便宜、成本較低、制造工藝簡潔且重復率較高的太陽能電池的需求就顯得更加迫切。
　　根據(jù)太陽能電池的基本設計理論，光吸收層的直接禁帶寬度的最佳范圍是:1.0eV-1.5eV。文獻調研發(fā)現(xiàn)，銅錫硫(Cu2SnS3)的禁帶寬度范圍為0.93eV-1.51eV，吸光系數(shù)為104 cm-1，所含元素無毒、在地球中儲量豐富。因此，Cu2Sn

3、S3是非常理想的太陽能電池的光吸收層材料?；谝陨显?，選擇Cu2SnS3作為太陽能電池光吸收層材料，研究其光電性能并研究由其作為光吸收層的薄膜太陽能電池的光電特性。。
　　本文首先將銅粉、錫粉、硫片溶解于肼中得到Cu2SnS3前驅體溶液，將前驅體溶液旋涂、退火，得到物相純凈、晶粒大而致密的Cu2SnS3薄膜。通過激光共焦拉曼光譜測試（Raman）、熱失重分析(TGA)、X射線光電子能譜分析(XPS)、X射線衍射測試(XRD)、電