柔性铜锌锡硫硒薄膜太阳能电池研究进展

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作者 花浩 孙孪鸿 +1 位作者 赵宇 庞楚泷 《半导体技术》 北大核心 2025年第6期533-551,共19页

铜锌锡硫硒(Cu_(2)ZnSn(S,Se)_(4),CZTSSe)具有组成元素丰富、环境友好和理论光电转换效率高等优点,是一种具有大规模应用潜力的新型光伏材料。相比刚性衬底,柔性CZTSSe薄膜太阳能电池具有质轻和可弯折的独特优势,在光伏建筑一体化、柔... 铜锌锡硫硒(Cu_(2)ZnSn(S,Se)_(4),CZTSSe)具有组成元素丰富、环境友好和理论光电转换效率高等优点,是一种具有大规模应用潜力的新型光伏材料。相比刚性衬底,柔性CZTSSe薄膜太阳能电池具有质轻和可弯折的独特优势,在光伏建筑一体化、柔性可穿戴设备等领域有广阔的应用前景。从柔性衬底、残余应力、制备方法、掺杂、界面工程等方面对柔性CZTSSe薄膜太阳能电池的研究现状进行了详细阐述。最后,对柔性CZTSSe薄膜太阳能电池存在的问题进行了分析,并对未来的研究方向进行了展望。 展开更多

关键词 铜锌锡硫硒(cztsse) 柔性薄膜太阳能电池 残余应力 掺杂 制备方法

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铜锌锡硫硒(CZTSSe)薄膜的制备工艺及性能表征 被引量：1

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作者 王靖宇 朱成军 +1 位作者 邱继芳 刘倩 《材料科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第4期527-531,共5页

本文以油胺为溶剂,采用液相法制备了Cu2ZnSnS4(CZTS)纳米颗粒,通过CZTS纳米浆滴涂法制备了CZTS薄膜,而后经固态硒源硒化工艺得到了CZTSSe薄膜,研究了制备工艺条件反应温度、气压、物质配比及退火温度等对样品的晶体结构及成分的影响。采... 本文以油胺为溶剂,采用液相法制备了Cu2ZnSnS4(CZTS)纳米颗粒,通过CZTS纳米浆滴涂法制备了CZTS薄膜,而后经固态硒源硒化工艺得到了CZTSSe薄膜,研究了制备工艺条件反应温度、气压、物质配比及退火温度等对样品的晶体结构及成分的影响。采用X射线衍射仪(XRD)、热重-差示扫描量热法(TG-DSC)、能谱分析(EDAX)对制备的CZTS粉末和CZTSSe薄膜样品进行了表征,结果表明在化学计量比和保压的条件下可得到单相性较好的前驱体粉末,由此得到的CZTSSe薄膜在500℃的硒化退火温度下能够形成具有单一锌黄锡矿结构、结晶程度较好的薄膜;由EDAX的成分分析结果可知,薄膜具有贫铜的成分,而且,随着温度的升高,Se元素含量增加最后趋于平稳,而S元素含量先减少后有增加趋势。 展开更多

关键词 太阳电池 铜锌锡硫硒(cztsse)薄膜 滴涂法成膜

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Li掺杂对铜锌锡硫硒太阳电池的影响研究

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作者 申绪男 张超 黄洪昌 《电源技术》 CAS 北大核心 2024年第5期949-953,共5页

开展了基于二甲基亚砜溶剂体系的溶胶凝胶法制备铜锌锡硫硒薄膜中掺杂Li的相关研究。对不同Li掺杂量的CZTSSe薄膜分别进行了表截面形貌、晶体结构、成分比例测试,结果表明:在CZTSSe薄膜中掺杂Li可以提升薄膜的结晶质量,且随着Li掺杂量... 开展了基于二甲基亚砜溶剂体系的溶胶凝胶法制备铜锌锡硫硒薄膜中掺杂Li的相关研究。对不同Li掺杂量的CZTSSe薄膜分别进行了表截面形貌、晶体结构、成分比例测试,结果表明:在CZTSSe薄膜中掺杂Li可以提升薄膜的结晶质量,且随着Li掺杂量的增加,结晶质量变好。分析原因为,高温硒化过程中形成的Li_(2)Se相辅助生长改善了薄膜的结晶质量,抑制了ZnCu和SnCu等施主能级缺陷生成。但是,同样发现在Li/Cu摩尔比为1%~10%之间存在阈值,过量的Li并不能进入晶格而富集在晶界处。对不同Li掺杂的CZTSSe薄膜进行太阳电池的制备,结果表明Li/Cu为1%的太阳电池具有最高的转换效率,达到8.5%。 展开更多

关键词 铜锌锡硫硒 Li掺杂 Li_(2)Se相 太阳电池

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硫代硫酸钠浓度对电沉积制备铜锌锡硫硒薄膜性质的影响(英文) 被引量：3

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作者 葛杰 江锦春 +7 位作者 胡古今 张小龙 左少华 杨立红 马建华 曹萌 杨平雄 褚君浩 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2013年第4期-,共6页

采用后硒化Cu-Zn-Sn-S电沉积预制层的方法制备了铜锌锡硫硒薄膜,其中Cu-Zn-Sn-S预制层是通过含有不同浓度的硫代硫酸钠电解液电沉积而成的.实验发现,硒化前后薄膜的性质与硫代硫酸钠浓度密切相关.SEM,EDS,XRD,Raman和透射光谱分析表明,... 采用后硒化Cu-Zn-Sn-S电沉积预制层的方法制备了铜锌锡硫硒薄膜,其中Cu-Zn-Sn-S预制层是通过含有不同浓度的硫代硫酸钠电解液电沉积而成的.实验发现,硒化前后薄膜的性质与硫代硫酸钠浓度密切相关.SEM,EDS,XRD,Raman和透射光谱分析表明,当硫代硫酸钠的浓度为5 mM时,沉积的薄膜形貌平整,晶粒明显,组分贫锌,具有单一的铜锌锡硫硒结构,且其带隙为1.11 eV;在浓度高于5 mM下沉积的薄膜形貌粗糙并产生杂相硒化锡;在浓度低于5 mM下沉积的薄膜组分严重贫锌并生成大量的Cu2SnSe3. 展开更多

关键词 共电沉积 硫代硫酸钠浓度 硒化 铜锌锡硫硒薄膜

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铜锌锡硫硒薄膜太阳电池研究进展 被引量：5

5

作者 张道永 王书荣 《人工晶体学报》 CAS 北大核心 2021年第9期1796-1809,共14页

低成本薄膜太阳电池在光伏领域有着很大的发展空间和应用前景,铜锌锡硫硒(Cu_(2)ZnSn(S,Se)_(4),CZTSSe)薄膜太阳电池具有组成元素丰富、无毒、光吸收系数高、光学带隙合适、理论光电转换效率高和稳定性好等优点,是一种具有大规模应用... 低成本薄膜太阳电池在光伏领域有着很大的发展空间和应用前景,铜锌锡硫硒(Cu_(2)ZnSn(S,Se)_(4),CZTSSe)薄膜太阳电池具有组成元素丰富、无毒、光吸收系数高、光学带隙合适、理论光电转换效率高和稳定性好等优点,是一种具有大规模应用潜力的新型薄膜太阳电池。本文将对铜锌锡硫硒薄膜太阳电池的发展、制备方法和研究现状进行介绍,并对报道过的铜锌锡硫硒薄膜太阳电池进行对比分析,概括目前铜锌锡硫硒薄膜太阳电池的成果及现状,最后阐明目前铜锌锡硫硒薄膜太阳电池所存在的问题并对其未来进行展望。 展开更多

关键词 铜锌锡硫硒 薄膜 太阳电池 光电转换效率

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部分阳离子取代优化铜锌锡硫硒薄膜太阳能电池性能研究进展 被引量：2

6

作者 米亚金 杨艳春 +1 位作者 王晓宁 朱成军 《发光学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第2期255-267,共13页

作为无机化合物薄膜太阳能电池中具有代表性的一类电池,铜锌锡硫硒(Cu_(2)ZnSn(S,Se)_(4),简称CZTSSe)薄膜太阳能电池因其组成元素地壳含量丰富、低毒等优点受到广泛关注。目前,吸收层的高缺陷密度和器件的低开路电压被认为是限制该类... 作为无机化合物薄膜太阳能电池中具有代表性的一类电池,铜锌锡硫硒(Cu_(2)ZnSn(S,Se)_(4),简称CZTSSe)薄膜太阳能电池因其组成元素地壳含量丰富、低毒等优点受到广泛关注。目前,吸收层的高缺陷密度和器件的低开路电压被认为是限制该类电池效率的两个关键因素。为了突破这两大困境,科研人员发展了阳离子取代方法,即通过引入其他阳离子取代CZTSSe晶格中的铜离子(Cu^(+))/锌离子(Zn^(2+))/锡离子(Sn^(4+)),改善薄膜中的有害缺陷、晶体结构、能带结构等性质,从而优化电池器件的性能。为了详细阐述阳离子取代措施在铜锌锡硫硒薄膜电池中的研究进展,本文从等价阳离子取代和不等价阳离子取代两方面进行分类介绍,并总结了各种阳离子取代措施在优化电池性能方面的优缺点。 展开更多

关键词 薄膜太阳能电池 铜锌锡硫硒 阳离子取代

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真空法制备铜锌锡硫硒薄膜太阳电池的研究进展

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作者 胡兴欢 余纳 王书荣 《半导体技术》 CAS 北大核心 2022年第12期933-945,共13页

真空法具有沉积速率快、重复性高以及成膜质量高等优势,有望成为大规模生产铜锌锡硫硒(Cu_(2)ZnSn(S,Se)_(4),CZTSSe)薄膜太阳电池的制备方法。主要介绍了热蒸发法、磁控溅射法和脉冲激光沉积法等三种沉积CZTSSe薄膜的方法,阐述了采用... 真空法具有沉积速率快、重复性高以及成膜质量高等优势,有望成为大规模生产铜锌锡硫硒(Cu_(2)ZnSn(S,Se)_(4),CZTSSe)薄膜太阳电池的制备方法。主要介绍了热蒸发法、磁控溅射法和脉冲激光沉积法等三种沉积CZTSSe薄膜的方法,阐述了采用真空法制备CZTSSe薄膜太阳电池的研究进展,同时对各种方法的优化途径(如退火条件优化、掺杂、背接触改善等)进行对比分析。最后,阐明了真空法的潜在优势以及存在的问题,并对未来发展进行展望。 展开更多

关键词 铜锌锡硫硒(cztsse) 真空法 薄膜 太阳电池 光电转换效率

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溶胶-凝胶法制备铜锌锡硫薄膜及其太阳能电池的研究进展 被引量：4

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作者 高金凤 李明慧 +1 位作者 徐键 方刚 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第17期146-151,157,共7页

原料丰富价廉的铜锌锡硫(Cu2ZnSnS4,CZTS)材料与非真空、低成本绿色溶胶-凝胶法相结合在产业化制造高性价比CZTS薄膜太阳能电池方面的应用引人关注。为了了解未来发展方向,综述了溶胶-凝胶法制备CZTS薄膜与器件的研究进展,讨论了不同溶... 原料丰富价廉的铜锌锡硫(Cu2ZnSnS4,CZTS)材料与非真空、低成本绿色溶胶-凝胶法相结合在产业化制造高性价比CZTS薄膜太阳能电池方面的应用引人关注。为了了解未来发展方向,综述了溶胶-凝胶法制备CZTS薄膜与器件的研究进展,讨论了不同溶胶-凝胶工艺途径、不同溶剂、硫化等对CZTS薄膜制备与器件特性的影响,分析了Na掺杂及硫化退火对CZTS薄膜的作用,并结合绿色制造的要求探讨了其发展趋势。 展开更多

关键词 铜锌锡硫 溶胶-凝胶法 薄膜太阳能电池 绿色制造

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铜锌锡硫薄膜太阳电池研究进展 被引量：2

9

作者 曲鹏 王赫 乔在祥 《电源技术》 CAS CSCD 北大核心 2015年第7期1550-1553,共4页

Cu2ZnSnS4(CZTS)薄膜太阳电池的组成元素在地球上含量丰富,安全无毒,非常适合用来发展高效、廉价的太阳电池。目前,CZTS薄膜太阳电池的光电转换效率已经超过12%。总结了近年来CZTS薄膜太阳电池的研究进展情况,指出非真空工艺制备CZTS吸... Cu2ZnSnS4(CZTS)薄膜太阳电池的组成元素在地球上含量丰富,安全无毒,非常适合用来发展高效、廉价的太阳电池。目前,CZTS薄膜太阳电池的光电转换效率已经超过12%。总结了近年来CZTS薄膜太阳电池的研究进展情况,指出非真空工艺制备CZTS吸收层的可控性更强,更有利于提高电池性能。最后提出了优化CZTS薄膜及太阳电池性能的关键技术问题,并展望其未来发展趋势。 展开更多

关键词 铜锌锡硫 薄膜制备 太阳电池

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铜锌锡硫薄膜太阳电池研究综述 被引量：3

10

作者 张晓伟 韩文浩 +1 位作者 徐玉刚 曾梦迪 《电源技术》 CAS CSCD 北大核心 2017年第11期1667-1670,共4页

近些年,薄膜太阳电池技术发展迅速,其中铜锌锡硫薄膜太阳电池因其不断提高的转化效率、较低的制备成本、性能衰减小和环境友好型等优良特性成为世界各国研究的热点。介绍了铜锌锡硫薄膜太阳电池的电池结构、制备方法以及不同制备方法的... 近些年,薄膜太阳电池技术发展迅速,其中铜锌锡硫薄膜太阳电池因其不断提高的转化效率、较低的制备成本、性能衰减小和环境友好型等优良特性成为世界各国研究的热点。介绍了铜锌锡硫薄膜太阳电池的电池结构、制备方法以及不同制备方法的效率,阐述了铜锌锡硫薄膜太阳电池的发展状况。 展开更多

关键词 太阳电池 薄膜 铜锌锡硫 电池效率

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硫化时间对铜锌锡硫薄膜特性的影响 被引量：1

11

作者 谢敏 庄大明 +2 位作者 李博建 郭力 宋军 《真空科学与技术学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第4期391-395,共5页

用金属预制膜硫化法制备铜锌锡硫薄膜，分别采用了60，90，120和180min的硫化时间进行硫化，考察了硫化时间对制备的Cu2ZnSnS4（CZTS）薄膜特性的影响。研究得出：在四种硫化时间下均能得到主要组成相为CZIS的薄膜，薄膜成分基本一致，... 用金属预制膜硫化法制备铜锌锡硫薄膜，分别采用了60，90，120和180min的硫化时间进行硫化，考察了硫化时间对制备的Cu2ZnSnS4（CZTS）薄膜特性的影响。研究得出：在四种硫化时间下均能得到主要组成相为CZIS的薄膜，薄膜成分基本一致，晶粒尺寸均接近2μm。但不同硫化时间下得到的薄膜的相组成和沿厚度方向的成分分布不同。硫化时间为60～120min时薄膜内除主要组成相CZIS之外有少量SnS存在，硫化时间延长至180min时不再有SnS但开始有少量ZnS出现，这一转变与硫化过程中Sn的流失有关。硫化时间为60，90和180min时薄膜中均出现了Cu和盈在薄膜厚度方向的分布不均，Cu易于在表面富集，办易于在薄膜中部富集。硫化时间为120min时能得到Cu、Zn、Sn、S均沿厚度方向均匀分布的薄膜。 展开更多

关键词 薄膜 铜锌锡硫 硫化 硫化时间

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磁控溅射法制备铜锌锡硫薄膜电池 被引量：1

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作者 杨敏 王书荣 +6 位作者 蒋志 李志山 刘思佳 郭任君 唐语 郝瑞亭 杨培志 《硅酸盐通报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第S1期222-226,共5页

采用磁控溅射法,先在镀钼的钠钙玻璃衬底上共溅射Cu、Sn金属层后,然后在顶部溅射一层Zn S,制备出Cu_2ZnSnS_4(CZTS)薄膜的预制层。对预制层进行低温合金,然后以硫粉作为硫源在石英管中进行高温硫化,得到表面平整但晶粒较小的CZTS薄膜。... 采用磁控溅射法,先在镀钼的钠钙玻璃衬底上共溅射Cu、Sn金属层后,然后在顶部溅射一层Zn S,制备出Cu_2ZnSnS_4(CZTS)薄膜的预制层。对预制层进行低温合金,然后以硫粉作为硫源在石英管中进行高温硫化,得到表面平整但晶粒较小的CZTS薄膜。通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)及能谱仪(EDS)分别对薄膜的晶体结构、表面形貌和薄膜组分进行分析表征;并用拉曼光谱表征了CZTS相的纯度。最后用所得到的CZTS薄膜制备了太阳电池,其开路电压:Voc=442 m V,短路电流密度:Jsc=5.08 m A/cm^2,光电转换效率达到0.62%。 展开更多

关键词 铜锌锡硫(CZTS) 磁控溅射 硫化 薄膜太阳电池

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预制膜成分对铜锌锡硫薄膜特性的影响

13

作者 谢敏 庄大明 +4 位作者 赵明 庄作隆 郭力 李博建 宋军 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第12期2200-2204,共5页

采用金属预制膜硫化法制备铜锌锡硫薄膜,分别制备不同成分的预制膜,考察预制膜成分对Cu2ZnSnS4(CZTS)薄膜特性的影响。研究得出:4种成分的预制膜硫化后均能得到主要组成相为CZTS的薄膜,薄膜具有良好的结晶性,对于富锌的薄膜可观察到贯... 采用金属预制膜硫化法制备铜锌锡硫薄膜,分别制备不同成分的预制膜,考察预制膜成分对Cu2ZnSnS4(CZTS)薄膜特性的影响。研究得出:4种成分的预制膜硫化后均能得到主要组成相为CZTS的薄膜,薄膜具有良好的结晶性,对于富锌的薄膜可观察到贯穿于薄膜断面的尺寸超过2μm的CZTS大晶粒。但除主要组成相CZTS之外,薄膜中同时还会有少量二元相存在,硫化后富锡的薄膜中容易有二元相SnS存在,富锌的薄膜中容易有少量SnS和Cu7S4存在。对富锡的薄膜用浓盐酸刻蚀的方法可成功去除二元相SnS,得到由单一锌黄锡矿相组成的CZTS薄膜。 展开更多

关键词 薄膜 铜锌锡硫 硫化 预制膜

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铜锌锡硫薄膜太阳电池及其研究进展 被引量：7

14

作者 缪彦美 刘颖 +3 位作者 郝瑞亭 邓书康 郭杰 刘焕林 《材料科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第4期607-612,共6页

近些年,人们越来越关注太阳辐射的光伏利用。光伏发电技术在迅猛发展,薄膜太阳电池从占有主导地位的硅晶片技术中抢占了一定的市场份额。其中铜锌锡硫薄膜太阳电池因具有低成本、高的光电转化效率和吸收系数、合适的禁带宽度和环境友好... 近些年,人们越来越关注太阳辐射的光伏利用。光伏发电技术在迅猛发展,薄膜太阳电池从占有主导地位的硅晶片技术中抢占了一定的市场份额。其中铜锌锡硫薄膜太阳电池因具有低成本、高的光电转化效率和吸收系数、合适的禁带宽度和环境友好等优点成为近年来薄膜太阳电池研究的热点。本文阐述了铜锌锡硫薄膜太阳电池的器件结构和性能特点,介绍了铜锌锡硫薄膜太阳电池的制备方法和研究进展,并对今后主要的发展方向进行了展望。 展开更多

关键词 铜锌锡硫 薄膜太阳电池 光伏

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硫化时间对固态硫化铜锌锡硫薄膜性能的影响 被引量：2

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作者 曹中明 杨元政 +1 位作者 许佳雄 谢致薇 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第9期63-67,共5页

采用固态硫化法硫化铜锡锌(CZT)预制膜制备铜锌锡硫(Cu_2ZnSnS_4,CZTS)薄膜,研究硫化时间对CZTS薄膜性能的影响。利用X射线衍射仪(XRD)和紫外拉曼光谱仪(Raman)分析薄膜的物相结构,通过X射线能谱仪(EDS)分析薄膜的化学组分,采用扫描电镜... 采用固态硫化法硫化铜锡锌(CZT)预制膜制备铜锌锡硫(Cu_2ZnSnS_4,CZTS)薄膜,研究硫化时间对CZTS薄膜性能的影响。利用X射线衍射仪(XRD)和紫外拉曼光谱仪(Raman)分析薄膜的物相结构,通过X射线能谱仪(EDS)分析薄膜的化学组分,采用扫描电镜(SEM)观察薄膜的表面形貌,利用UV-Vis研究薄膜的光学特性。结果表明:随着硫化时间延长,Cu含量增加,Zn含量明显减少。硫化40min以上制备的薄膜出现导致禁带宽度减小的杂相SnS,Sn2S3和Cu_2SnS_3。当硫化时间为20min时,样品为单相的CZTS薄膜,薄膜表面均匀平整,化学组分贫Cu富Sn,吸收系数达104cm-1,禁带宽度Eg约为1.56eV。 展开更多

关键词 磁控溅射 铜锌锡硫薄膜 固态硫化 硫化时间

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电镀法在氧化铟锡上制备铜锌锡硫薄膜的光谱特征（英文） 被引量：3

16

作者 宋思悦 刘旭炜 +2 位作者 林鸿霄 王学进 何志巍 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2019年第9期2940-2945,共6页

低成本、环境友好的铜锌锡硫替代含贵金属和有毒金属的铜铟镓硒,是薄膜太阳能电池的最佳选择。电镀法是一种无需真空设备和靶材的低成本方法。一种更简单的制膜方法是在水溶液中共电镀沉积Cu-Zn-Sn(CZT)合金于FTO衬底上。采用氩气保护... 低成本、环境友好的铜锌锡硫替代含贵金属和有毒金属的铜铟镓硒,是薄膜太阳能电池的最佳选择。电镀法是一种无需真空设备和靶材的低成本方法。一种更简单的制膜方法是在水溶液中共电镀沉积Cu-Zn-Sn(CZT)合金于FTO衬底上。采用氩气保护气氛下在550℃硫化电镀法制得的CZT合金前驱体,成功制备了CZTS薄膜。采用三电极体系将CZT合金前驱体电镀在FTO上,其中FTO作为工作电极,铂(Pt)网和Ag/AgCl分别作为对电极和参比电极。电解质由CuSO4,ZnSO4,SnSO4,络合剂-三乙醇胺(TEA)和柠檬酸钠组成。前驱体在氩气保护气氛下550℃硫化得到CZTS薄膜。采用X射线衍射(XRD)、拉曼光谱、扫描电子显微镜(SEM)、紫外可见光光谱仪和光电化学测量(PEC)等方法,表征了CZTS薄膜的结构、形貌、成分和光谱学性质。XRD和拉曼光谱证明了550℃硫化后的CZTS薄膜具有锌黄锡矿结构。一个Raman主峰位于342cm^-1,两个Raman次强峰分别位于289和370cm^-1,这些峰位与锌黄锡矿CZTS的峰位相吻合。SEM结果证明优化后CZTS薄膜成分接近CZTS的理想化学计量比,CZTS薄膜中Cu/(Zn+Sn)和S/(Zn+Sn+Cu)分别为0.52和1.01,这表明CZTS薄膜中S的含量非常合适。PEC结果证实,采用前照射或后照射FTO/CZTS均产生光电流,并且两种照射下产生的光电流方向一致。通过紫外可见光光谱测量并由此计算出的CZTS能隙为1.45eV。通过上述分析证明制备的CZTS薄膜具有高品质,可用于制备CZTS薄膜太阳能电池。 展开更多

关键词 铜锌锡硫 薄膜 光谱表征 电镀法 硫化

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溶胶-凝胶非硫化法制备铜锌锡硫薄膜（英文） 被引量：1

17

作者 张克智 何俊 +3 位作者 王伟君 孙琳 杨平雄 褚君浩 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2015年第2期129-133,共5页

采用溶胶-凝胶非硫化方法制备了表面平整、致密的铜锌锡硫薄膜.XRD及Raman分析表明制备的铜锌锡硫薄膜为锌黄锡矿结构.能谱分析表明所有薄膜均贫铜富锌贫硫.场发射扫描电子显微镜测得薄膜的厚度在0.7μm左右.透射光谱表明随后退火温度... 采用溶胶-凝胶非硫化方法制备了表面平整、致密的铜锌锡硫薄膜.XRD及Raman分析表明制备的铜锌锡硫薄膜为锌黄锡矿结构.能谱分析表明所有薄膜均贫铜富锌贫硫.场发射扫描电子显微镜测得薄膜的厚度在0.7μm左右.透射光谱表明随后退火温度的提高薄膜的光学带隙从2.13 eV减小到1.52 eV. 展开更多

关键词 溶胶-凝胶 铜锌锡硫 薄膜 前驱体 预退火 后退火 组分

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溶胶-凝胶法工艺参数对铜锌锡硫薄膜质量及性能影响研究 被引量：2

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作者 王近 袁妍妍 +2 位作者 王久和 李涛 张琳 《功能材料》 CAS CSCD 北大核心 2022年第3期3092-3099,3123,共9页

以乙酸铜(Cu(CH_(3)COO)_(2)·H_(2)O)、乙酸锌(Zn(CH_(3)COO)_(2)·H_(2)O)、氯化亚锡(SnCl_(2)·2H_(2)O)、硫脲(CH_(4)N_(2)S)为原料,按一定配比制得前驱体溶液,以三乙醇胺(C_(6)H_(15)NO_(3))、乙醇胺(C_(2)H_(7)NO)为... 以乙酸铜(Cu(CH_(3)COO)_(2)·H_(2)O)、乙酸锌(Zn(CH_(3)COO)_(2)·H_(2)O)、氯化亚锡(SnCl_(2)·2H_(2)O)、硫脲(CH_(4)N_(2)S)为原料,按一定配比制得前驱体溶液,以三乙醇胺(C_(6)H_(15)NO_(3))、乙醇胺(C_(2)H_(7)NO)为稳定剂采用溶胶-凝胶法旋涂制备铜锌锡硫(Cu_(2)ZnSnS_(4))薄膜。通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、X射线能谱分析(EDS)、紫外-可见-近红外分光光度计表征手段对薄膜的表面形貌、物相结构、成分组成和光学性能等进行分析。研究烧结温度、旋涂转速、稳定剂加入等工艺参数对铜锌锡硫(CZTS)薄膜的形貌、物相结构及光学性能的影响规律。结果表明,前驱体溶液浓度为0.2 mol/L,旋涂速度为1000 r/min,时间为10 s,烧结温度为280℃时,得到了符合Cu_(2)ZnSnS_(4)相结构的薄膜样品;而浓度为0.3 mol/L,旋涂速度为3500 r/min,时间为15 s,增添乙醇胺(MEA)的稳定剂,烧结温度为260℃制备出的CZTS薄膜在表面相貌上有较大改善,其中添加1.5 mL三乙醇胺(TEA)及乙醇胺(MEA)稳定剂制备的CZTS薄膜形貌呈颗粒状,薄膜的表面均匀性提高,但薄膜的结晶质量不如0.2 mol/L溶液制备的样品,薄膜中Sn、S元素的流失而导致其他相的生成使得薄膜的带宽偏大。此外,样品的结晶随烧结时间延长而逐渐变好,但是没有大尺寸晶粒生成。 展开更多

关键词 溶胶-凝胶法 结晶质量 铜锌锡硫薄膜 表面形貌 光学性能

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阳离子掺杂措施优化铜锌锡硫硒电池性能的研究进展 被引量：1

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作者 李姝雨 杨艳春 +2 位作者 王一鸣 霍虎 朱成军 《功能材料》 CAS CSCD 北大核心 2023年第4期4034-4044,共11页

铜锌锡硫硒(Cu_(2)ZnSn(S,Se)_(4),简称CZTSSe)薄膜太阳能电池因其组成元素地壳含量丰富,低毒环保等优点被科学家们认为是适合未来大面积发展的一类太阳能电池。当前,该类太阳能电池的效率一直受到吸收层中高的阳离子无序度和器件的低... 铜锌锡硫硒(Cu_(2)ZnSn(S,Se)_(4),简称CZTSSe)薄膜太阳能电池因其组成元素地壳含量丰富,低毒环保等优点被科学家们认为是适合未来大面积发展的一类太阳能电池。当前,该类太阳能电池的效率一直受到吸收层中高的阳离子无序度和器件的低开路电压的限制。为此,科学家们提出“阳离子掺杂措施”,即:通过引入其他阳离子,减少本身的阳离子无序度,从而提高电池器件的光电转换效率。事实也证明,阳离子掺杂措施在提升电池器件性能方面有着重大的意义。基于此,详细阐述了阳离子掺杂措施在优化铜锌锡硫硒电池器件性能方面的研究进展,包括:阳离子(如:钠、钾、锑)的额外添加和阳离子取代(如:锂/银取代铜、锰/镁/钡/镉取代锌、锗取代锡)措施,并得出结论:最有前景的阳离子是镉和锗离子,考虑到镉的有毒性,所以锗应该是优化CZTSSe电池性能方面最有应用前景的一种元素。 展开更多

关键词 薄膜太阳能电池 铜锌锡硫硒 阳离子掺杂 光电转换效率 反位缺陷 带隙

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多周期溅射单质靶制备铜锌锡硫薄膜电池

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作者 陆熠磊 王书荣 +2 位作者 李志山 蒋志 杨敏 《人工晶体学报》 CSCD 北大核心 2017年第5期903-907,共5页

采用多周期磁控溅射单质靶Cu-Sn-Zn制备CZTS薄膜太阳电池。多周期包含两周期和四周期,同时与单周期制备的CZTS薄膜电池作对比。通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)和拉曼光谱仪(Raman)对不同周期得到的CZTS薄膜的... 采用多周期磁控溅射单质靶Cu-Sn-Zn制备CZTS薄膜太阳电池。多周期包含两周期和四周期,同时与单周期制备的CZTS薄膜电池作对比。通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)和拉曼光谱仪(Raman)对不同周期得到的CZTS薄膜的晶体性质、表面样貌、化学成分等性质进行分析研究。分析结果显示,多周期制备的CZTS薄膜晶体质量要比单周期的好,表面均匀致密。重要的是四周期溅射制备的CZTS薄膜是研究的最佳实验组。最终把不同周期得到的CZTS薄膜制备成完整的器件结构,得到的太阳电池效率分别是:单周期2.64%,两周期3.01%,四周期3.36%。 展开更多

关键词 多周期 磁控溅射 铜锌锡硫(CZTS) 薄膜太阳电池

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