硫化气压对溶胶-凝胶法制备CuSbS2薄膜性能的影响

CuSbS2是一种良好的太阳电池吸收层材料,其组成元素毒性低且地球储量比较丰富。采用溶胶-凝胶法制备CuSbS2薄膜,为了去除薄膜中的氧化物并提高薄膜质量,对薄膜进行了硫化处理。采用X射线衍射仪、喇曼光谱仪、扫描电子显微镜和紫外-可见分光光度计等表征手段,分析CuSbS2薄膜的结晶性、物相结构、微观形貌和光学性能。结果表明,所制备的薄膜为硫铜锑矿结构的CuSbS2;较低硫化气压可以提高薄膜的结晶性能,但低压下制得的CuSbS2薄膜表面孔洞较多。当硫化气压由10 kPa升至30 kPa时,制备的CuSbS2薄膜的吸收系数降低;硫化气压由50 kPa升至70 kPa时,薄膜吸收系数升高,在可见光范围内,吸收系数均大于104 cm-1。薄膜的禁带宽度最大为1.47 eV,与太阳光谱匹配。