铜锌锡硫(CZTS)的直接禁带宽度(组图)

时间：2022-09-24 09:04:22来源：网络整理

总结：

薄膜电池和晶硅电池_汉能薄膜电池_薄膜太阳能电池的结构

随着化石能源的枯竭和日益严重的环境问题，寻找可持续的替代能源迫在眉睫。太阳能具有储量巨大、绿色清洁、不受地域限制等优点。未来有望成为重要的能源之一。太阳能电池是将太阳能转化为可直接使用的电能的装置。目前，铜铟镓硒（CIGS）薄膜太阳能电池的转换效率已达到20.3%。然而，由于铟和镓的稀缺性和高价格，此类太阳能电池的发展受到限制。铜锌锡硫（CZTS）是一种新型薄膜太阳能电池材料，其直接带隙（1.4eV～1.6eV）接近太阳能电池的理想带隙（1.5eV），并且由于其光吸收系数高，元素储量丰富，越来越受到世界各国学者的关注。目前，制备CZTS吸光层的方法有多种，各有优缺点。本文的目的是探索一种易于控制、大面积成膜、高质量、高纯度制备CZTS吸光层的方法。首先，本文研究了作为CZTS薄膜太阳能电池背电极的Mo薄膜的电阻率与退火温度的关系。，晶体有序度增加，晶粒逐渐长大，薄膜表面粗糙度明显增加；在400～900℃范围内退火时，薄膜的电阻率随着退火温度的升高而降低薄膜太阳能电池的结构，在800℃时达到最小值3。

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56×10-5Ω·cm。其次，采用反应烧结法制备了CZTS溅射靶材薄膜太阳能电池的结构，研究了靶材制备工艺对其微观结构和密度的影响。 0)CZTS材料晶面优先生长，且随着预烧结温度的升高，CZTS靶材晶粒尺寸增大，500℃预烧结的靶材纯度高，适用于磁控溅射靶材时压制CZTS靶材，随着成型压力的增加，二次烧结后靶材的密度增加，在60MPa成型压力下制备的靶材形状规则，缺陷少，密度可以通过制备CZTS薄膜射频磁控溅射后硫化和退火，研究了薄膜的成分、微观结构、表面质量和光学带隙。得出以下主要结论：(1)溅射功率为50W时，得到富铜结构薄膜，但薄膜表面缺陷较多；功率大于等于100W时，组成薄膜为贫铜富锌结构；溅射功率为200W时薄膜表面光滑致密；未经硫化退火的CZTS薄膜主要为非晶态。（2)下制备的薄膜） 200W溅射功率，硫化退火后，薄膜具有贫铜富锌相结构，沿（112)、（220)、（312)晶面）薄膜优先生长，薄膜成分接近最佳原配比；随着硫化退火温度的升高，薄膜结晶化，当退火温度为550℃时，出现CuxS二元相并出现大量气孔薄膜表面出现等缺陷；经 500 ℃退火后，膜层饱满，表面光滑均匀，无大颗粒物、孔洞等缺陷。硫化退火后的CZTS薄膜的带隙均接近太阳能电池的理想带隙值1.5 eV，500℃退火后的带隙值为1.53 eV，适用于光吸收层材料。

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