不同硫化温度对Cu_2ZnSnS_4薄膜质量及太阳能电池性能的影响

【摘要】：采用ZnS-Sn-CuS作为靶材,利用磁控溅射技术制备了Cu_2ZnSnS_4(CZST)薄膜材料及太阳电池,重点研究了不同硫化温度对CZTS薄膜质量及太阳电池性能的影响。利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、显微拉曼光谱仪(Raman)和紫外可见分光光度计(UV-Vis)分别表征了不同硫化温度下制备的CZTS薄膜的晶相结构、表面形貌、化学组分、相的纯度和光学性能。结果表明:在580℃下所制备的CZTS薄膜光滑致密、结晶质量好,同时化学组分属于贫铜富锌,而且无其他二次相,禁带宽度约为1.5 eV。符合高效率太阳电池吸收层的要求。将CZTS吸收层按照SLG/Mo/CZTS/Cd S/i-ZnO/ITO/Al的结构制备成面积为0.12 cm~2的电池并进行I-V测试。测试结果表明,在580℃硫化后制备的CZTS薄膜太阳电池具有最高的转换效率为3.59%。 【作者单位】： 云南师范大学太阳能研究所教育部可再生能源材料先进技术与制备重点实验室云南省农村能源工程重点实验室;
【关键词】： 磁控溅射 CZTS 硫化温度 薄膜太阳能电池
【基金】：国家自然科学基金(61167003) 西南地区可再生能源研究与开发协同创新中心(053002050516009)
【分类号】：TM914.4;O484.1
【正文快照】： 1 引言 四元化合物半导体Cu2Zn Sn S4(CZTS)是一种新兴的薄膜太阳电池材料,由于其组成元素在自然界中储量丰富,其中Cu为50 ppm,Zn为75 ppm,Sn为2.2 ppm,S为260 ppm[1],同时Zn、Cu和Sn的价格远远低于In和Se等元素,且不含有毒元素。作为直接带隙半导体材料CZTS的吸收系数大于10

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