【摘 要】
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Cu2ZnSnS4(CZTS)/Cu2ZnSnSe4(CZTSe)是下一代光伏新材料中颇具发展前景的一类,油相合成CZTSe纳米晶表面包覆的长链有机配体,使电子传输和电荷分离过程减慢,是限制电池性能的主要
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Cu2ZnSnS4(CZTS)/Cu2ZnSnSe4(CZTSe)是下一代光伏新材料中颇具发展前景的一类,油相合成CZTSe纳米晶表面包覆的长链有机配体,使电子传输和电荷分离过程减慢,是限制电池性能的主要因素之一[1]。过量Se粉可以加快金属盐与Se的反应,使纳米晶在较低温度下快速成核[2]。本文采用一步法在过量Se粉条件下油相合成尺寸3nm左右的CZTSe纳米晶,纳米晶表面包裹的长链有机配体通过S2-配体交换去除。配体交换前后纳米晶的形貌、表面性质、光电特性以及能带结构分别通过XRD、Raman、紫外可见吸收光谱、电化学阻抗谱和CV测试表征。结果表明,CZTSe纳米晶无杂相生成,禁带宽度约为1.7eV(图1a),配体交换有效改善了纳米晶的电学传导性质。通过高温硒化,有机长链的去除使CZTSe颗粒结晶性显著增强,禁带宽度变窄。相交换后的CZTSe吸收层薄膜易与CdS形成type-Ⅰ尖峰结构(图1b),阻止电子回流并抑制界面复合,可以有效提升CZTSe电池性能。
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