铜片上水热法制备纳米Cu2S薄膜及光吸收性能

采用水热法以硫代乙酰胺为硫源在铜片上沉积了Cu2S纳米薄膜,研究了添加剂种类对产物结构、形貌及紫外–可见光吸收性能的影响。X射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电镜(FE-SEM)和红外光谱(IR)测试表明,产物为正交结构Cu2S,添加剂影响着产物的结晶及形貌。机理分析显示,在水热条件下添加剂以不同的方式参与了薄膜的形成过程。紫外–可见(UV-vis)光吸收性能测试及直接带隙计算表明,与Cu2S本体相比,所得薄膜带隙出现了不同程度的蓝移,这归因于样品的量子限制效应影响大于库仑项的影响。

电化学沉积法制备Cu_2S薄膜及EPIR效应

以Na2S溶液为沉积液,在一定的温度、pH值、电压和时间下,采用电化学沉积的方法,在铜衬底上生长出一层质地均匀的蓝色Cu2S薄膜.通过XRD及SEM对样品的化学成分及表面与截面形貌进行表征,对Ag/Cu2S/Cu/Ag结构进行直流I-V及电脉冲诱导电阻转变(EPIR)效应测试.结果表明Ag/Cu2S/Cu/Ag结构的Ag/Cu2S结点处存在明显的EPIR效应,而且相对于单个Ag/Cu2S结点而言,Ag/Cu2S双结点具有更大的结点电阻且EPIR效应更明显.另外,Ag/Cu2S/Cu/Ag结构的EPIR效应还与测量的脉冲参数和测量温度有关.对于本样品而言,最佳测量温度为室温,脉冲宽度t0为0.000 1 s.

Cu_2Sn(S,Se)_3薄膜的溶液法制备及其光电性能研究

采用低廉、简便及易于控制元素组成的溶液法在钠钙玻璃和钼玻璃基底上沉积Cu-Sn-S前驱体膜,随后在N_2保护下硒化获得到Cu_2Sn(S,Se)_3薄膜,并通过调控前驱薄膜的硒化退火温度,实现了对薄膜形貌、物相结构、电学及光学性能的有效调制.研究结果表明,适当的硒化退火温度,如480℃,可得到表面平整、结晶度高、晶粒致密和双层结构(上层大、下层小晶粒)的Cu_2Sn(S,Se)_3薄膜,其带隙为1.28 eV,载流子浓度可低至6.780×10^(17) cm^(-3),迁移率高达18.19 cm^2·V^(-1)·S^(-1),可用于薄膜太阳能电池的光吸收层.

Al掺杂量对Cu(In_(1-x)Al_x)S_2薄膜性能的影响

使用廉价的溶剂热法制备黄铜矿结构的Cu（In1-xAlx）S2薄膜，研究Al掺杂量对Cu（In1-xAlx）S2薄膜的晶体结构、形貌、粗糙度和光学性能的影响。结果表明：随着Al掺杂量的增加，Cu（In1-xAlx）S2薄膜的X射线衍射峰向高角度偏移，同时晶粒尺寸变小。CuInS2的原位变温XRD结果显示CuInS2在低于873K时可以稳定存在，当温度达到873K时CuInS2则开始分解为In2S3和Cu2S。AFM的测试结果展示薄膜表面的粗糙度随着Al掺杂量的增加而逐步降低。紫外分光光度计的测试结果呈现Cu（In1-xAlx）S2薄膜透过率随着Al含量的增加而逐步增加。Al／（Al＋In）的量在0-0．5变化时，Cu（In1-xAlx）S2薄膜的禁带宽度的相应变化为1．56～2．24eV。

硒化对Cu2ZnSn(S,Se)4太阳电池光伏性能影响机制研究

文章利用溶液法和硒化技术在镀Mo钠钙玻璃(Mo/SLG)衬底上制备出具有锌黄锡矿结构的Cu 2ZnSn(S,Se)4(CZTSSe)薄膜,研究了硒化温度(500~600℃)和硒化时间(5~30 min)对CZTSSe薄膜质量和生长在CZTSSe/Mo界面的Mo(S,Se)2(MSSe)过渡层厚度的影响.发现在500~550℃,15~30 min硒化可制备出晶粒质量好、尺寸大、堆积致密的CZTSSe薄膜和厚度合适的MSSe过渡层;以经530℃,5~30 min硒化获得的CZTSSe薄膜为吸收层,制备了结构为Al/ITO/i-ZnO/CdS/CZTSSe/Mo/SLG的太阳电池.发现对应5~15 min硒化的太阳电池的转换效率(PCE)随硒化时间的增加从1.9%增加到7.48%,对应15~30 min硒化的太阳电池的PCE却随硒化时间的增加从7.48%减小到4.23%.PCE的增加归因于开路电压(V oc)、短路电流密度(J sc)和填充因子(FF)的增加,PCE的减小归因于V oc和FF减少;通过研究CZTSSe薄膜质量和MSSe厚度对太阳电池光损失、内建电场和电学参数的影响,阐述了硒化温度和时间对V oc,J sc和FF的影响机制.

电沉积Cu-In-Ga金属预制层的硒硫化研究

以H2S气体作为硫源、固态蒸发硒蒸气作为硒源对电沉积Cu-In-Ga金属预制层进行硒硫化处理.通过电沉积Cu-In-Ga金属预制层在不同衬底温度下硒化、硫化和硒硫化的对比实验,发现CuInS2相和CuIn(S,Se)2相优先生成,抑制了CuInSe2相的生成,促使InSe相薄膜向内部扩散,减弱了薄膜两相分离现象.采用先硒化后硒硫化处理工艺优化了Cu(In,Ga)(S,Se)2薄膜的制备工艺,在250 C预硒化得到了开路电压为570 mV的太阳电池,在更高的预硒化温度得到了较大短路电流的太阳电池,最终优化得到了效率达到10.4%的电池器件.