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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具有陷光结构的半透明有机/铜锌锡硫硒四端串联太阳能电池

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作者 周慧 郑巧 《光电子技术》 CAS 2024年第2期127-132,共6页

采用半透明有机太阳能电池和铜锌锡硫硒太阳能电池构成四端串联太阳能器件,并且利用表面具有微型金字塔结构的微米聚二甲基硅氧烷(PS-PDMS)膜的减反射作用来提高太阳能电池的效率。为了研究PS-PDMS的尺寸和放置位置对四端串联太阳能电... 采用半透明有机太阳能电池和铜锌锡硫硒太阳能电池构成四端串联太阳能器件,并且利用表面具有微型金字塔结构的微米聚二甲基硅氧烷(PS-PDMS)膜的减反射作用来提高太阳能电池的效率。为了研究PS-PDMS的尺寸和放置位置对四端串联太阳能电池性能的影响。制备了尺寸分别为18μm、14μm和9μm微型金字塔结构的PS-PDMS薄膜,比较了不同尺寸下PS-PDMS薄膜的减反射效果,发现9μm尺寸的PS-PDMS薄膜的减反射效果最好。将9μm尺寸的PS-PDMS薄膜用在四端串联太阳能电池的底电池时,四端串联太阳能电池具有最佳效率。最终获得了效率为11.26%的四端串联太阳能电池。与单结铜锌锡硫硒太阳能电池相比,四端串联太阳能电池的最佳效率提高了27.51%。 展开更多

关键词 半透明有机太阳能电池 铜锌锡硫硒太阳能电池 四端串联太阳能电池 陷光结构 减反射薄膜

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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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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

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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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铜锌锡硫硒薄膜太阳能电池吸收层薄膜质量探究 被引量：2

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作者 王玲玲 王雁芹 《物理实验》 2023年第10期17-26,共10页

铜锌锡硫硒薄膜太阳能电池是低成本、有潜力的新型太阳能电池,其吸收层的质量决定太阳能电池器件的性能.溶液法是通过将预制膜硒化热处理来获得铜锌锡硫硒太阳能电池的吸收层材料,其中硒化处理是得到高质量吸收层的重要手段.为得到高质... 铜锌锡硫硒薄膜太阳能电池是低成本、有潜力的新型太阳能电池,其吸收层的质量决定太阳能电池器件的性能.溶液法是通过将预制膜硒化热处理来获得铜锌锡硫硒太阳能电池的吸收层材料,其中硒化处理是得到高质量吸收层的重要手段.为得到高质量吸收层,对硒化条件进行设计,分别从硒化程序组成(一步/两步硒化)、硒化温度及硒化时间3个方面探究了硒化过程对铜锌锡硫硒吸收层的相纯度、微观形貌及光电转换性能的影响.利用最优硒化参量制备电池器件,获得了5.72%的光电转换效率. 展开更多

关键词 铜锌锡硫硒薄膜 薄膜太阳能电池 硒化工艺 结晶生长 光电转换性能

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预制膜成分对铜锌锡硫薄膜特性的影响

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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

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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

11

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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溶胶-凝胶非硫化法制备铜锌锡硫薄膜（英文） 被引量：1

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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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电沉积法制备铜锌锡硫薄膜概述

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作者 吴林松 谭凯 +2 位作者 谭景艺 林鹏 林一歆 《工业加热》 CAS 2016年第4期34-36,共3页

Cu_2ZnSnS_4(CZTS)为锡黄锡矿结构的四元化合物,其禁带宽度为1.45 e V,与半导体太阳能电池所要求的最佳禁带宽度(1.5 eV)十分接近;该材料与目前在薄膜太阳能电池领域表现出色的黄铜矿结构的CIGS(铜铟镓硒)材料具有相似的晶体结构,且CZT... Cu_2ZnSnS_4(CZTS)为锡黄锡矿结构的四元化合物,其禁带宽度为1.45 e V,与半导体太阳能电池所要求的最佳禁带宽度(1.5 eV)十分接近;该材料与目前在薄膜太阳能电池领域表现出色的黄铜矿结构的CIGS(铜铟镓硒)材料具有相似的晶体结构,且CZTS有着很好的光电性能,组成元素在地球上含量丰富,安全无毒和环境友好,因而成为太阳能电池吸收层的最佳候选材料之一。介绍了Cu_2ZnSnS_4(CZTS)薄膜材料的结构特性和光学特性,总结了电化学沉积方法制备CZTS的研究现状。最后对CZTS目前存在的挑战和今后的研究重点进行总结并展望了将来可能的突破方向。 展开更多

关键词 铜锌锡硫 薄膜制备 电化学沉积法 薄膜太阳能电池

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铜锌锡硫系薄膜太阳电池的专利分析 被引量：1

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作者 王倩 王萍 《太阳能》 2015年第8期11-12,共2页

铜锌锡硫(CZTS)系薄膜太阳电池因其高吸收系数、适宜的带隙宽度而成为太阳电池领域非常有前途的光吸收层材料。本文针对CZTS系薄膜太阳电池进行专利技术综述的分析,对国内外专利申请情况进行梳理,为国内薄膜太阳电池研究发展提供参考。

关键词 铜锌锡硫:薄膜太阳电池 专利分析

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亚稳相纤锌矿铜锌锡硫(WZ-CZTS)纳米晶的合成及光伏应用的研究现状与进展 被引量：1

15

作者 孙淑红 朱艳 +2 位作者 青红梅 胡永茂 杨斌 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期761-769,共9页

直接带隙半导体化合物铜锌锡硫(Cu_2ZnSnS_4,CZTS)具有光吸收系数高、组成元素安全无毒且含量丰富、光电性能优异等优势,是发展绿色、低成本、高效率薄膜太阳电池的理想核心材料。前期的研究主要集中于锌黄锡矿相(Kesterite-type,KT-CZ... 直接带隙半导体化合物铜锌锡硫(Cu_2ZnSnS_4,CZTS)具有光吸收系数高、组成元素安全无毒且含量丰富、光电性能优异等优势,是发展绿色、低成本、高效率薄膜太阳电池的理想核心材料。前期的研究主要集中于锌黄锡矿相(Kesterite-type,KT-CZTS)在CZTS基薄膜太阳能电池中的应用。随着研究的深入,CZTS的光电转换效率取得了重大突破,但是距离其理论预期值-32.2%的光电转换效率仍然存在很大的差距。2011年制备出的纤锌矿相(Wutzite-type,WZ-CZTS),与KT-CZTS和黄锡矿相(Stannite-type,ST-CZTS)相比,其具有更高的载流子浓度和更低的电阻率,因此其在光伏器件中具有很大的潜在应用价值。然而,WZ-CZTS是一种亚稳相,当外界条件发生变化时,它很容易转变为稳定态结构的KT-CZTS。此外,化学计量比的少量偏离,就极易产生二元或三元等化合物杂相,因此如何减少和控制杂相的生成,制备出纯相、形貌可控的WZ-CZTS纳米晶体并将之应用于薄膜太阳能电池显得至关重要。最近几年,研究者们除了研究WZ-CZTS对器件性能的影响外,主要从选择合适的制备方法以及与之有关的有机溶剂、硫源、前驱体配比和优化薄膜制备工艺方面不断尝试,并取得了丰硕的成果。在充分发挥WZ-CZTS高的载流子浓度优势的同时大幅提升了器件效率。目前,以WZ-CZTS为薄膜太阳能电池吸收层材料制备的太阳能电池的转换效率已从最初的2.44%快速提高到6.0%。WZ-CZTS粉体的制备最初主要采用热注入法,但此法制备过程复杂、所用设备较为昂贵,且反应温度较高(≥240℃)。近两年,研究者们引入一锅法制备WZ-CZTS粉体,该法具有反应温度低、不需要惰性气体保护、工艺流程简单的优点,为WZ-CZTS粉体的大规模工业生产提供了可能。目前,WZ-CZTS作为太阳能电池吸收层薄膜的制备方法主要为纳米晶体油墨涂覆法,该法具有结晶度较好、缺陷少、工艺相对简单、制备成本低、易于实现规模化生产的优点,引起了国内外学者的广泛关注。本文对WZ-CZTS材料的结构特性、制备工艺、光电性质及应用进行了综述,重点分析了溶剂、硫源、前驱体等因素对其物相和形貌的影响。同时,对WZ-CZTS在光伏领域的应用进行了探讨。最后对WZ-CZTS目前存在的挑战和今后的研究方向进行总结,展望了其未来可能的突破方向。 展开更多

关键词 铜锌锡硫 纤锌矿 制备工艺 光伏应用 薄膜太阳电池

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溅射Cu-Zn-Sn金属预制层后硫(硒)化法制备Cu_2ZnSn(S_xSe_(1-x))_4薄膜及其光伏特性 被引量：4

16

作者 刘仪柯 唐雅琴 +3 位作者 蒋良兴 刘芳洋 秦勤 张坤 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第9期1412-1416,1422,共6页

采用溅射工艺制备Cu-Zn-Sn金属预制层并尝试在多种退火方案(硫化退火、硒化退火、不同温度下硫化后硒化)下对其进行退火处理,探索出一种只需采用金属预制层即可完成CZTSSe制备的退火工艺制度。通过扫描电镜对比研究了不同退火制度下Cu_2... 采用溅射工艺制备Cu-Zn-Sn金属预制层并尝试在多种退火方案(硫化退火、硒化退火、不同温度下硫化后硒化)下对其进行退火处理,探索出一种只需采用金属预制层即可完成CZTSSe制备的退火工艺制度。通过扫描电镜对比研究了不同退火制度下Cu_2ZnSn(S_xSe_(1-x))_4薄膜的形貌差异,发现低温硫化后硒化工艺可以有效减少因硫化温度过高引起的薄膜中孔洞较多的问题,有利于薄膜的平整与致密化。在此基础上,采用X射线荧光光谱、扫描电镜、X射线衍射及拉曼光谱对不同硫化温度(200℃、300℃、400℃、500℃)下硫化后硒化工艺制备的Cu_2ZnSn(S_xSe_(1-x))_4薄膜的成分、形貌、物相结构及结晶性能进行了表征和分析。结果表明,300℃下硫化后硒化获得的Cu_2ZnSn(S_xSe_(1-x))_4较其他温度下硫化后硒化获得的产物有着更好的形貌及结晶性能,其器件的光电转换效率为2.09%,远高于500℃下硫化后硒化工艺所得薄膜器件的效率(0.94%)。 展开更多

关键词 薄膜太阳电池 铜锌锡硫硒 溅射预制层 硫化 硒化 退火制度

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薄膜太阳电池技术发展趋势浅析 被引量：11

17

作者 李微 黄才勇 刘兴江 《中国电子科学研究院学报》 2012年第4期344-350,共7页

低成本、高效率的薄膜太阳电池是未来光伏产业发展的重要方向之一。主要介绍了目前备受关注的薄膜太阳电池,包括硅基薄膜太阳电池、铜铟镓硒与铜锌锡硫薄膜太阳电池,及砷化镓薄膜太阳电池等,简述了它们的各自特点、研究现状、主要技术... 低成本、高效率的薄膜太阳电池是未来光伏产业发展的重要方向之一。主要介绍了目前备受关注的薄膜太阳电池,包括硅基薄膜太阳电池、铜铟镓硒与铜锌锡硫薄膜太阳电池,及砷化镓薄膜太阳电池等,简述了它们的各自特点、研究现状、主要技术路线和产业化发展等情况。最后展望了薄膜太阳电池未来的发展趋势。 展开更多

关键词 硅基薄膜太阳电池 铜铟镓硒薄膜太阳电池 铜锌锡硫薄膜太阳电池 砷化镓薄膜太阳电池

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电化学沉积法制备Cu2ZnSnS4薄膜电池 被引量：1

18

作者 杨敏 蒋志 +4 位作者 李志山 刘涛 刘思佳 郝瑞亭 王书荣 《材料科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第4期651-655,共5页

采用简单的两电极电化学沉积金属薄膜技术,在镀钼的钠钙玻璃衬底上共沉积Cu-Sn层后,再沉积Zn金属层,制备出Cu-Sn-Zn金属预制层。在不同的温度下进行低温退火后,以硫粉作为硫源高温硫化金属预制层,制备出晶体质量较好的Cu2ZnSnS4(CZTS)... 采用简单的两电极电化学沉积金属薄膜技术,在镀钼的钠钙玻璃衬底上共沉积Cu-Sn层后,再沉积Zn金属层,制备出Cu-Sn-Zn金属预制层。在不同的温度下进行低温退火后,以硫粉作为硫源高温硫化金属预制层,制备出晶体质量较好的Cu2ZnSnS4(CZTS)薄膜。通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)及能谱仪(EDS)对薄膜的晶体结构、表面形貌和薄膜组分进行分析表征,发现共沉积Cu-Sn层,再沉积Zn金属层得到的CZT预制层表面平整但晶粒尺寸较小,经过退火处理后晶粒尺寸得到改善,且硫化后所得到的CZTS薄膜不易从Mo衬底上脱落,粘附性较强。用其制备的CZTS薄膜太阳电池的开路电压Voc=569mV,短路电流密度Jsc=8.58mA/cm2,光电转换效率为1.40%。 展开更多

关键词 铜锌锡硫(CZTS) 薄膜太阳电池 电化学沉积 转换效率

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化合物半导体薄膜太阳能电池研究现状及进展 被引量：3

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作者 蒋文波 《西华大学学报（自然科学版）》 CAS 2015年第3期60-66,共7页

薄膜太阳能电池具有节约原材料、衬底成本低、转换效率高、性能稳定等优点,近年来得到了快速发展。本文从发展历史及现状、结构特征及制备方法、优缺点等几个方面对碲化镉薄膜太阳能电池、铜铟硒薄膜太阳能电池、铜铟镓硒薄膜太阳能电... 薄膜太阳能电池具有节约原材料、衬底成本低、转换效率高、性能稳定等优点,近年来得到了快速发展。本文从发展历史及现状、结构特征及制备方法、优缺点等几个方面对碲化镉薄膜太阳能电池、铜铟硒薄膜太阳能电池、铜铟镓硒薄膜太阳能电池、铜锌锡硫薄膜太阳能电池等化合物半导体薄膜太阳能电池进行了对比分析,指出提高转换效率、降低成本、解决实用化过程中的关键问题等是薄膜太阳能电池的发展趋势及挑战。 展开更多

关键词 化合物半导体薄膜太阳能电池 碲化镉 铜铟硒 铜铟镓硒 铜锌锡硫 发展趋势及挑战

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CZTS薄膜太阳能电池无镉缓冲层材料的研究进展 被引量：5

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作者 阎森飚 徐键 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第7期45-52,共8页

Cu(In,Ga)Se2(CIGS)薄膜太阳能电池是单结转换效率最高(~22.6%)的光伏器件,但In、Ga是稀缺元素,从而限制了CIGS电池的产业化。新型材料Cu 2ZnSnS 4(CZTS)是结构与光电性能均与CIGS十分相似的直接带隙半导体材料,它在CIGS器件结构中可替... Cu(In,Ga)Se2(CIGS)薄膜太阳能电池是单结转换效率最高(~22.6%)的光伏器件,但In、Ga是稀缺元素,从而限制了CIGS电池的产业化。新型材料Cu 2ZnSnS 4(CZTS)是结构与光电性能均与CIGS十分相似的直接带隙半导体材料,它在CIGS器件结构中可替代CIGS吸收层,并得到新型CZTS薄膜太阳能电池。与CIGS相反,CZTS的原料丰富、无毒。大量研究表明,CZTS薄膜太阳能电池具有较高的转换效率和良好的稳定性,且可采用低成本、非真空的溶液法薄膜沉积技术来制造,因此CZTS器件是一种低成本、环境友好、极具产业化前景的薄膜太阳能电池。CZTS器件具有与CIGS器件一样的堆层结构{SLG/Mo/CZTS/CdS/i-ZnO/n-ZnO},目前转换效率最高(~12.6%)的CZTS器件仍沿用CIGS器件的CdS缓冲层,因而大规模生产与应用中存在高毒重金属镉污染的危险,寻找能替代CdS的无镉缓冲层材料来消除潜在的镉污染问题十分必要。此外,与高效率的{CIGS/CdS}器件相比,{CZTS/CdS}器件界面的能带匹配可能并不是最优,CZTS器件的转换效率还远不如CIGS器件,因此需要寻找新的无镉缓冲层材料。在确定新缓冲层材料时,必须考虑{CZTS/新缓冲层}界面的能级对齐效应。CIGS和CZTS器件的缓冲层新材料基本上可归纳为3种半导体材料:硫化物、硫氧化物、氧化物。这些材料的薄膜均可用化学浴(CBD)法等多种方法来制备。材料选取很大程度上取决于其与CZTS或CIGS吸收层接触所形成界面上的导带带阶情况,因为导带带阶对器件性能参数有很大的影响。大的正导带带阶(尖刺状带阶)对少子(电子)收集存在一个势垒而降低短路电流密度J sc;相反,负导带带阶(断崖状带阶)导致缓冲层与吸收层界面上的复合增大而降低了开路电压V oc;理想情况是器件有一个小(0~0.4 eV)的正导带带阶(尖刺状带阶),正如在使用CdS缓冲层的CIGSSe器件中所发现的那样。为了研发低成本、环境友好的CZTS电池器件的新型缓冲层材料,本文综述了CZTS和CIGS器件的无镉缓冲层材料的研究进展,讨论了无镉缓冲层材料的选用条件,以及多种硫化物(如ZnS和In2S3)、硫氧化物(如Zn(S,O)和In(S,O,OH))、氧化物(如ZnO、TiO2、Zn1-x MgxOy和Zn 1-x-SnxOy等)薄膜作为CZTS缓冲层的性能特点(特别是它们的导带带阶)以及存在的问题,探讨了其发展方向。对于含硒CZTSSe器件,In2S3、Zn(S,O)是良好的无镉缓冲层材料,而对于更环保、低成本的全硫CZTS器件,Zn1-xMgxOy和Zn1-xSnxOy可提供良好性能的缓冲层。 展开更多

关键词 薄膜太阳能电池 无镉 缓冲层 铜锌锡硫

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