硫族光电材料的制备和表征

来源 :山东建筑大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:listsetmap
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
随着对环境保护以及能源枯竭问题的日益关注,寻找廉价、清洁的可再生能源成为人类亟待解决的问题。在各种可再生能源中,太阳能无疑是最佳的选择。硫族光电材料CuxS、CuInSe、CuInS2、CuFeS2、Cu2ZnSnS4在光电转换、发光、压电、气敏和热电等领域具有广泛的应用前景,成为材料领域的研究热点。   CuInSe2和CuInS2是薄膜太阳能电池吸收层的优异材料。掺杂元素Ga制备的CuInxGa1-xSe2(CIGS)薄膜太阳能电池的转换效率已经达到19.9%;CuInS2中不含有毒元素,相对含硒的材料对环境更加友好。而且CuInS2的禁带宽度接近太阳能电池材料的最佳禁带宽度值,几乎不需要掺杂其他元素来调整禁带宽度。CuInS2薄膜太阳能电池的最高光电转换效率已经接近13%。   以CIGS/CdS为代表的薄膜太阳能电池已得到了巨大的发展,但是由于材料来源有限以及碲、铟和镓等稀有元素价格上涨,急需寻找一种来源丰富以及价格低廉的替代材料。CuFeS2(CFS)和Cu2ZnSnS4(CZTS)材料储量丰富、不含有毒以及贵重金属元素,是一种新型的薄膜太阳电池吸收层材料。   以硫族光电材料为研究对象,在对国内外文献综述的基础上,采用一种简单的化学方法制备硫族光电材料。利用X射线衍射仪(XRD)和扫描电镜(SEM)对制备的样品的物相结构和表面形貌进行表征。主要的实验结论如下:   首先,采用化学共还原方法制备CuInSe2薄膜,研究溶剂种类、热处理温度以及反应次数对薄膜表面形貌和物相结构的影响,实验结果表明:   (1)从XRD的分析得出,以水和氨水为溶剂制备的CuInSe2薄膜比以乙醇和乙二醇为溶剂制备的CuInSe2薄膜表面连续、致密,结晶程度高,杂峰较少。   (2)在不同热处理温度下(120℃、160℃、180℃、200℃和220℃)采用化学共还原方法制备出CuInSe2薄膜。结果表明,随着热处理度升高,薄膜结晶程度提高,最佳的热处理温度是160℃和200℃。   (3)随着反应次数的增加,160℃以氨水为溶剂制备的CuInSe2薄膜薄膜表面粗糙程度增加、结晶程度提高;随着反应次数的增加,200℃以水为溶剂制备出沿(112)面择优取向的黄铜矿结构的CuInSe2薄膜,薄膜表面致密性下降。   其次,采用化学共还原方法制备CuInS2薄膜,研究硫源和不同溶剂对薄膜的影响。   实验结果表明:   (1)以水为溶剂,硫脲为硫源制备出沿(112)面择优取向生长、黄铜结构的CuInS2薄膜。NH3·H2O、EDTA和C2H27NO溶剂的添加有助于薄膜致密性的提高。   (2)采用两步法,以硫脲为硫源制备的CuInS2薄膜,结晶程度不如化学共还原制备的薄膜。   再次,以氯化铜和硫粉为反应物,水合肼为还原剂在不同温度下利用化学还原硫化方法制备出非化学计量比的硫化铜薄膜,其中分别在150℃、180℃和200℃下制备出具有明显择优取向的硫化铜薄膜。为制备CuS薄膜提供了一种新的低成本制备方法。   最后,以氯化物和硫脲为反应物,采用水热共还原方法,制备出新型硫族三元CuFeS2和四元Cu2ZnSnS4纳米颗粒。产物粒径为300nm,颗粒较差的分散性是出现团聚的主要原因。
其他文献
随着我高科技时代发展,信息化时代统计经济工作速度越来越与时俱进,我国信息化时代已经面向全国各个行业,提高信息时代统计工作需要与现代实际发展相结合,准确做好统计数据精
纳米容器通常是一种纳米尺寸级的中空微球,在生化和分离等方面具有许多潜在的用途。而环糊精作为超分子化学中的第二代主体化合物代表,其空腔可包结多种分子,目前已得到了广
金属粉末注射成型(MIM)因其制品具有高质量、高精度等优点成为近年来粉末冶金工业研究的热点。铜及铜基合金因具有导热率高、塑性好、延展率大、常温下与氧亲和力小、耐腐蚀性强等一系列优点,在现代导电导热材料、摩擦材料等方面占据了重要的地位。本文主要利用粉末注射成型技术制备铜基摩擦材料,优化了材料制备过程中的各工艺参数。在基本工艺研究的基础上,借助扫描电镜、X射线衍射仪及摩擦磨损试验机等仪器设备,对铜基粉
沙质土壤颗粒较粗,缺乏有机质,存在土粒分散,结构不良,土壤养分含量低,土壤对水分和养分的保持能力弱等问题,不仅使土壤生产力低,还使施入到土壤中的养分随水流失而对水环境
随着我国经济的飞速发展,企业劳动关系管理制度也在不断的健全.企业劳动关系管理是雇佣方以及被雇佣方在市场经济体制下形成的共同利益关系,依法加强企业的劳动关系管理对企
随着当代电子产品朝着速度更快、体积更小、功率更高的方向发展,提高基片材料的热导率越来越引人关注。人工合成金刚石的技术日趋成熟使得金刚石产品应用在电子工业上逐渐成为可能。本文采用热丝化学气相沉积(HFCVD)系统,以CH4和H2为反应气体,在铜上沉积了金刚石薄膜。采用场发射扫描电子显微镜(FESEM)、拉曼光谱(Raman)、维氏硬度计进行检测分析,研究了工艺参数对金刚石薄膜生长及过渡层膜/基结合性
随着社会主义现代化建设的不断加强,信息及水水平的发展也呈现出高效发展的趋势,随着信息化技术在社会生活中的应用逐渐增多,企业内部的各项管理方式和要求也随着水涨船高,为
期刊
深过冷共晶合金凝固时常形成反常共晶,关于其形成机理人们进行了很多研究,提出了多种理论。近年来,有关反常共晶的形成是溶质过饱和的初生固相,在温度再辉过程中因重熔而瓦解的观
坚持反腐败和建设廉洁政治,是中国共产党的一贯政治立场.这也是中国人民最关心的一件大事.目前,政治清明的确立应由易到难,由上而下,由下而上,以调整国家与社会的关系,促进社