溶膠—凝膠法制備cu2znsn(sxselx)4薄膜太陽電池(1)

1、中圖分類號型魚!UDC620碩士學位論文學校代碼!Q三三密級公玨溶膠一凝膠法制備Cu2ZnSn(SxSelx)4薄膜太陽電池FabricationofCu2ZnSn(SxSelx)4thinfilmsolarcellsviasol—gelroute‘一，作者姓名：學科專業(yè)：研究方向：學院(系、所)：指導老師：副指導教師：韓自力有色金屬冶金薄膜太陽電池冶金與環(huán)境學院賴延清教授劉芳洋副教授一一席蛋中南大學2014年05月中南大學碩士學位論文

2、摘要溶膠一凝膠法制備Cu2ZnSn(SxSelX)4薄膜太陽電池摘要：硫屬化合物半導體材料銅鋅錫硫硒(CZTSSe)不僅具有和CIGS類似的光電性能，而且其所含元素地球上含量豐富，作為薄膜太陽電池光吸收材料具有廣闊的前景。目前已有包括真空和非真空的多種方法制備出了CZTSSe薄膜太陽電池器件并取得了相當可觀的光電轉換效率。在各種制備方法中，基于溶膠一凝膠技術的方法具有工藝簡單、低成本、環(huán)境友好且適合大規(guī)模生產(chǎn)應用等優(yōu)勢。本論文采用溶膠凝

3、膠法制備CZTSSe薄膜及電池器件，并取得了最高808％(有效電池面積)的光電轉換效率，具體結果如下：(1)基于溶膠凝膠后硒化的方法制備CZTSSe薄膜，通過研究不同熱處理工藝參數(shù)(硒源溫度、熱處理溫度、熱處理時間)以及不同金屬成分比例對CZTSSe薄膜性質的影響規(guī)律，形成對CZTSSe薄膜晶體生長的具體認識。對熱處理過程中硒源溫度進行調節(jié)，可以達到對薄膜中S／(SSe)t匕例的調控。適合器件制備的吸收層薄膜的最佳工藝條件為：熱處理溫度

4、為560℃、熱處理時間40min、金屬成分Cu／(ZnSn)禾IZn／Sn比例分別為086和10。(2)對含有不同非金屬成分S／(SSe)比例吸收層的CZTSSe薄膜太陽電池進行組裝，并測試了電池器件的光伏性能，結果表明：隨著Se含量的升高，電池開路電壓逐漸減小，短路電流逐漸增大，薄膜禁帶寬度隨Se含量增大線性減小，器件效率在S／(SSe)=035時達到最大值。’(3)優(yōu)化后的電池器件獲得了最高808％的光電轉化效率，并全面分析了材料及