CuInSe2與CdS薄膜的制備及其性能研究.pdf

1、在全球氣候變暖、人類生態(tài)環(huán)境惡化、常規(guī)能源資源短缺并造成環(huán)境污染的形勢(shì)下,太陽(yáng)能具有取之不盡、用之不竭并且屬于清潔能源等特點(diǎn),成為解決能源短缺、環(huán)境污染和溫室效應(yīng)等問(wèn)題的有效途徑。在眾多光伏材料中,銅銦硒(CuInSe2,CIS)由于具有能夠調(diào)整光學(xué)能隙、吸收率高(～6×105/cm)、抗輻射能力強(qiáng)和長(zhǎng)期的穩(wěn)定性等特點(diǎn),被認(rèn)為最有發(fā)展前景的薄膜太陽(yáng)能電池之一。CIS的制備方法多,但電沉積方法因?yàn)槠湓O(shè)備投資少,可大面積、連續(xù)、低溫沉積等優(yōu)

2、點(diǎn),成為研究熱點(diǎn)。
　　本文從CuInSe2/CdS薄膜太陽(yáng)能電池的基本結(jié)構(gòu)出發(fā)來(lái)制備和研究其各薄膜材料的性能。本論文采用電沉積方法制備Cu/In預(yù)置層薄膜材料,然后通過(guò)真空退火得到Cu11In9合金相,再進(jìn)行高溫真空硒化而制備得到CuInSe2光吸收層。同時(shí)采用化學(xué)水浴法(CBD)制備硫化鎘(CdS)緩沖層材料。通過(guò)對(duì)制備出的各層薄膜材料進(jìn)行測(cè)試表征,研究了其結(jié)構(gòu)、形貌、成分和光電等方面的特性。研究的主要內(nèi)容如下:
　　第

3、一,通過(guò)運(yùn)用電化學(xué)工作站測(cè)試分析了硫酸鹽體系電沉積銦的工藝參數(shù)及電沉積銦電極過(guò)程動(dòng)力學(xué)及其成核機(jī)理。得出其沉積電位、pH值和溫度,及銦電沉積經(jīng)歷了成核過(guò)程,電結(jié)晶的成核過(guò)程屬于三維瞬時(shí)成核方式。
　　第二,電沉積制備了光亮而且結(jié)晶致密的Cu/In多層薄膜,并研究了Cu/In多層薄膜在不同退火溫度下微觀結(jié)構(gòu)。結(jié)果表明:在180℃退火得到了Cu11In9為主的相結(jié)構(gòu),Cu/In原子比約等于1,組織結(jié)構(gòu)和原子比符合理想的前驅(qū)體的要求,后