溶胶–凝胶法制备Cu_2ZnSnS_4薄膜及其太阳能电池器件

【摘要】：以金属盐和硫脲为原料、水和乙醇的混合液为溶剂,采用溶胶–凝胶滴涂法制备出Cu2Zn Sn S4(CZTS)薄膜。结果表明:所得薄膜为Kesterite相CZTS纳米晶,但含有少量的Sn S2杂质,薄膜中含有大量的CZTS纳米棒,薄膜组成Cu:Zn:Sn:S的元素摩尔比为1.6:1.2:1.0:3.4,为贫铜富锌比例,但存在杂质Cl–,薄膜带宽约为1.56 e V。该薄膜未经硫化,即用于组装CZTS薄膜太阳能电池器件,其结构为钠钙玻璃/ITO/Ti O2或Zn O/Cd S/CZTS/Ag电极,器件中的Ti O2和Zn O均用溶胶–凝胶法制备。器件具有光伏效应,开路电压Uoc为267 m V,短路电流密度Jsc为0.025 m A/cm2,填充因子fF为32%。 【作者单位】： 宁波大学信息科学与工程学院;宁波大学理学院;
【关键词】： 溶胶–凝胶法 铜锌锡硫 薄膜 太阳能电池
【基金】：浙江省自然科学基金(LY12F03001) 宁波大学王宽诚幸福基金资助
【分类号】：TB383.2;TM914.4
【正文快照】： 铜锌锡硫(Cu2Zn Sn S4,CZTS)薄膜由于原料来源丰富且环境友好[1],是一种具有良好发展前景的薄膜太阳能电池吸收层材料。CZTS具有与Cu2In Ga Se4(CIGS)类似的晶体结构,即Zn、Sn和S取代了Cu2In Ga Se4中的稀有元素In、Ga和Se[2–5],也是直接带隙材料,禁带宽度为1.4~1.6 e V[6],

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