銅銦硫系納米粉體的液相回流法制備及其光伏特性研究.pdf

1、銅銦硫系(CIS，包括CuInS2、CuInSe2、CuIn(SexS1-x)2等）薄膜太陽電池因其吸收系數(shù)和光電轉(zhuǎn)化效率高，性能穩(wěn)定，并具有優(yōu)良的抗干擾、抗輻射的能力，而成為最有潛力的薄膜太陽能電池之一，但其高成本薄膜制備技術(shù)是其量產(chǎn)化的瓶頸。本論文以金屬氯化物和S/Se為原料，在適宜的有機溶劑中通過液相回流法制備了CIS粉體，對低成本、高質(zhì)量CIS粉體的可量產(chǎn)化制備技術(shù)進行了積極地探索研究，為低成本CIS薄膜太陽電池制備技術(shù)提供新的

2、思路。主要的工作及研究結(jié)果簡述如下:
　　 (1)以三乙烯四胺、三乙烯四胺-乙二醇(1∶1，v/v)以及乙二胺-乙二醇(1∶1，v/v)為溶劑，用液相回流法制備了CuInS2粉末，研究了不同溶劑對產(chǎn)物的物相、成分、形貌以及光學(xué)性能的影響。結(jié)果表明:以三乙烯四胺-乙二醇和乙二胺-乙二醇為混合溶劑均可直接制備出較純的CuInS2顆粒，且滿足化學(xué)計量比;乙二醇的加入可有效的改變粉末的形貌，使CuInS2粉末分散并均勻生長;以三乙烯四胺

3、-乙二醇為溶劑時，粉末的光學(xué)帶隙寬度為1.52eV，與太陽光最佳吸收帶隙相匹配;結(jié)合產(chǎn)物的物相、成分、形貌以及光學(xué)特性等來綜合考慮，以三乙烯四胺-乙二醇混合溶劑為回流溶劑為最佳的溶劑選擇。
　　 (2)以三乙烯四胺-乙二醇為混合溶劑，研究了回流溫度、時間對產(chǎn)物的物相、成分、形貌以及光學(xué)性能的影響。結(jié)果表明:回流溫度對產(chǎn)物的物相和光學(xué)性能的影響較大，即回流溫度的提高有利于產(chǎn)物的快速結(jié)晶以及光學(xué)性能的提升;回流時間對產(chǎn)物的物相、成分

4、以及形貌的影響較小，但在較短的反應(yīng)時間內(nèi)(t＜1h)，產(chǎn)物的光學(xué)帶隙寬度偏小，不利于光電轉(zhuǎn)換;200℃/2h左右為最佳反應(yīng)條件;三乙烯四胺的絡(luò)合性和還原性是回流反應(yīng)CuInS2粉體合成的關(guān)鍵。
　　 (3)以三乙烯四胺-乙二醇為混合溶劑，研究Se摻雜對產(chǎn)物物相、成分、形貌以及光電等特性的影響。結(jié)果表明:以三乙烯四胺-乙二醇為混合溶劑可實現(xiàn)CuInS2粉體的可控摻雜，產(chǎn)物成分比例符合原始既定比例;隨著Se含量的增加，產(chǎn)物粒子尺寸變