【摘 要】
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Cu2ZnSnS4(CZTS)不仅具有较高的光吸收系数(＞104 cm-1)和与太阳能电池吸收层相匹配的禁带宽度(约为1.50 eV),而且其组成元素在地壳中储存量丰富、毒性低,被认为是一种绿色、廉价、适合大规模生产的太阳能电池吸收层材料.本文采用无毒的乙醇作溶剂,金属氯化物和硫代乙酰胺(TAA)为原料,单乙醇胺(EMA)为添加剂制备均匀的前驱溶液,并采用旋涂法和真空退火处理制备CZTS薄膜.系统
【机 构】
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华南理工大学化学与化工学院 广东广州;湛江师范学院物理科学与技术学院 广东湛江 湛江师范学院物理科
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Cu2ZnSnS4(CZTS)不仅具有较高的光吸收系数(＞104 cm-1)和与太阳能电池吸收层相匹配的禁带宽度(约为1.50 eV),而且其组成元素在地壳中储存量丰富、毒性低,被认为是一种绿色、廉价、适合大规模生产的太阳能电池吸收层材料.本文采用无毒的乙醇作溶剂,金属氯化物和硫代乙酰胺(TAA)为原料,单乙醇胺(EMA)为添加剂制备均匀的前驱溶液,并采用旋涂法和真空退火处理制备CZTS薄膜.系统研究了真空退火温度对薄膜性能的影响.通过扫描电子显微镜(SEM),X-射线衍射(XRD),Raman以及紫外可见近红外吸收光谱对CZTS薄膜进行形貌、晶型以及光学性质研究.
结果表明:金属离子与TAA形成配合物致使其在乙醇-EMA溶液中具有较好的溶解性.真空退火温度为400℃,退火时间为30min时,可以得到含有片状形貌尺寸大小为200nm左右的CZTS;当真空退火温度为500℃,退火时间为30min时,可以得到锌黄锡矿结构的CZTS,其尺寸大小为50 nm左右,禁带宽度为1.54eV.
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