新型三元銅基化合物薄膜太陽(yáng)能電池的研究.pdf

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

2、素限制了以上薄膜太陽(yáng)能電池的大面積推廣和長(zhǎng)期發(fā)展。為了彌補(bǔ)它們的不足，研究出所含元素在地球中儲(chǔ)量豐富、價(jià)格便宜、成本較低、制造工藝簡(jiǎn)潔且重復(fù)率較高的太陽(yáng)能電池的需求就顯得更加迫切。
　　根據(jù)太陽(yáng)能電池的基本設(shè)計(jì)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(xiàn)調(diào)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?zé)o毒、在地球中儲(chǔ)量豐富。因此，Cu2Sn

3、S3是非常理想的太陽(yáng)能電池的光吸收層材料。基于以上原因，選擇Cu2SnS3作為太陽(yáng)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(yáng)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(qū)體溶液，將前驅(qū)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(guò)激光共焦拉曼光譜測(cè)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(cè)試(XRD)、電