銅銦鎵合金超細(xì)粉末的制備與硒化研究.pdf

1、銅銦鎵硒(CIGS)太陽(yáng)能電池具有成本低、性能穩(wěn)定、抗輻射能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，被國(guó)際上稱(chēng)為最有前途的新型薄膜太陽(yáng)能電池。但傳統(tǒng)的真空蒸發(fā)法、濺射后硒化等生產(chǎn)工藝，生產(chǎn)設(shè)備復(fù)雜，技術(shù)要求高，生產(chǎn)成本大，嚴(yán)重阻礙了CIGS太陽(yáng)能電池的發(fā)展。近幾年發(fā)展起來(lái)的非真空制備技術(shù)為降低太陽(yáng)能電池的生產(chǎn)成本提供了新的途徑。
　　 本論文主要研究基于溶液方法制備CIGS太陽(yáng)能電池吸收層材料，通過(guò)超聲粉碎法、化學(xué)還原法制備了銅鎵納米粒子、銅銦鎵合金超細(xì)粉

2、末，并在此基礎(chǔ)上研究粒子的硒化過(guò)程及硒化前后粒子晶型、形貌、組成等的變化。
　　 首先，在加熱條件下，以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)為保護(hù)劑，應(yīng)用超聲粉碎法制備納米鎵粒子，粒徑為50～80 nm。將納米鎵粒子均勻分散于CuS04溶液中，分別以NaBH4和抗壞血酸Vc為還原劑，通過(guò)兩步還原法制備銅鎵納米粒子。通過(guò)XRD、SEM、TEM、EDAX研究了不同元素比例、PVP用量、反應(yīng)時(shí)間等條件對(duì)粒徑、形貌及組成的影響。通過(guò)DSC測(cè)得制備的

3、銅鎵納米粒子的熔點(diǎn)約為270C，較納米鎵粒子的熔點(diǎn)明顯提高。
　　 其次，在制備銅鎵納米粒子的基礎(chǔ)上，以PVP為保護(hù)劑，EDTA-2Na為絡(luò)合劑，NaBH4為還原劑制備銅銦鎵合金超細(xì)粉末。采用XRD、SEM、EDAX、DSC等檢測(cè)了粒子的晶型及形貌等。研究表明，Cu2+和In3+都可以被強(qiáng)還原劑NaBH4還原，控制還原劑用量、反應(yīng)時(shí)間、絡(luò)合劑用量等條件，可以制備出球形、正方體形及納米棒狀結(jié)構(gòu)。經(jīng)XRD和DSC檢測(cè)表明，銅銦鎵超細(xì)

4、粉末主要由Cu9Ga4、Cu16In9、CUllln9三種組份組成，粒子熔點(diǎn)約為300C。
　　 最后，將制得的銅銦鎵合金超細(xì)粉末、硒粒子粉末、混合溶劑經(jīng)混合研磨制得實(shí)驗(yàn)所需漿料，并通過(guò)絲網(wǎng)印刷、預(yù)處理等得到銅銦鎵硒薄膜。將此薄膜在400 0C條件下硒化30miN,研究不同配料及印刷方式對(duì)薄膜結(jié)構(gòu)、形貌及組成的影響。通過(guò)XRD檢測(cè)，硒化后薄膜為CIGS黃銅礦結(jié)構(gòu)，27.1、45.8、52.5有強(qiáng)的衍射峰，結(jié)晶性能良好。雙層印刷的