銅鋅錫硫(CZTS)納米材料及薄膜的溶液法制備及其光伏性質(zhì)探索.pdf

1、鋅黃錫礦結(jié)構(gòu)的銅鋅錫硫（CZTS）材料與目前在薄膜太陽能電池領(lǐng)域表現(xiàn)出色的黃銅礦結(jié)構(gòu)的銅銦鎵硒（CIGS）材料具有相似的晶體結(jié)構(gòu)和光電性能。銅鋅錫硫材料的光學(xué)帶隙為1.5 eV，更接近太陽能電池的最佳光學(xué)帶隙。銅鋅錫硫太陽能電池的組成元素在地球中含量豐富，且硫比硒的毒性要小很多。因此銅鋅錫硫非常適合替代含稀有元素銦及高毒性硒的銅銦鎵硒來發(fā)展高效、廉價的太陽能電池。
　　本論文針對目前銅鋅錫硫太陽能電池的制備現(xiàn)狀，旨在開發(fā)出一種低成

2、本、環(huán)保無毒且易于規(guī)?；闹苽浞椒āＵ撐闹饕芯績?nèi)容分為兩個方面。
　　第一，我們首先從合成適合用于溶液法制備銅鋅錫硫薄膜的材料入手，分別用溶劑熱法和熱注入法制備了一系列銅鋅錫硫微米和納米粒子。研究發(fā)現(xiàn)用本論文中溶劑熱方法制備得到的銅鋅錫硫粒子一般為微米量級，且其形貌不易控制，不太適合用來制備高質(zhì)量的銅鋅錫硫薄膜；而使用熱注入方法制備所得銅鋅錫硫粒子一般為納米量級且單分散性良好。其次，在熱注入方法中，我們使用一種新型無毒溶劑聚乙二

3、醇（PEG）代替文獻(xiàn)中大量使用的有毒溶劑油胺制備得到了銅鋅錫硫納米粒子，并對不同溶劑的產(chǎn)物進(jìn)行了對比研究。
　　第二，我們將使用無毒溶劑聚乙二醇所合成的納米粒子配制成銅鋅錫硫納米粒子“油墨”，并分別使用旋涂法和電噴霧法制備了銅鋅錫硫薄膜，實驗發(fā)現(xiàn)，本論文中電噴霧法制備的銅鋅錫硫薄膜具有更好的均一性且薄膜厚度容易控制。為了進(jìn)一步驗證該材料的光電特性，我們對使用電噴霧制備的銅鋅錫硫薄膜進(jìn)行了光導(dǎo)測試并設(shè)計和制備了簡單的混合異質(zhì)結(jié)器件，