溅射Cu-Zn-Sn金属预制层后硫(硒)化法制备Cu2ZnSn(SxSe1-x)4薄膜及其光伏特性

采用溅射工艺制备Cu-Zn-Sn金属预制层并尝试在多种退火方案(硫化退火、硒化退火、不同温度下硫化后硒化)下对其进行退火处理,探索出一种只需采用金属预制层即可完成CZTSSe制备的退火工艺制度.通过扫描电镜对比研究了不同退火制度下Cu2ZnSn(SxSe1-x)4薄膜的形貌差异,发现低温硫化后硒化工艺可以有效减少因硫化温度过高引起的薄膜中孔洞较多的问题,有利于薄膜的平整与致密化.在此基础上,采用 X射线荧光光谱、扫描电镜、X 射线衍射及拉曼光谱对不同硫化温度(200 ℃、300℃、400 ℃、500 ℃)下硫化后硒化工艺制备的Cu2ZnSn(SxSe1-x)4薄膜的成分、形貌、物相结构及结晶性能进行了表征和分析.结果表明,300 ℃下硫化后硒化获得的Cu2ZnSn(SxSe1-x)4较其他温度下硫化后硒化获得的产物有着更好的形貌及结晶性能,其器件的光电转换效率为2.09%,远高于500 ℃下硫化后硒化工艺所得薄膜器件的效率(0.94%).     

铜锌锡硫硒(CZTSSe)薄膜的制备工艺及性能表征

本文以油胺为溶剂,采用液相法制备了Cu2ZnSnS4(CZTS)纳米颗粒,通过CZTS纳米浆滴涂法制备了CZTS薄膜,而后经固态硒源硒化工艺得到了CZTSSe薄膜,研究了制备工艺条件反应温度、气压、物质配比及退火温度等对样品的晶体结构及成分的影响。采用X射线衍射仪(XRD)、热重-差示扫描量热法(TG-DSC)、能谱分析(EDAX)对制备的CZTS粉末和CZTSSe薄膜样品进行了表征,结果表明在化学计量比和保压的条件下可得到单相性较好的前驱体粉末,由此得到的CZTSSe薄膜在500℃的硒化退火温度下能够形成具有单一锌黄锡矿结构、结晶程度较好的薄膜;由EDAX的成分分析结果可知,薄膜具有贫铜的成分,而且,随着温度的升高,Se元素含量增加最后趋于平稳,而S元素含量先减少后有增加趋势。     

简单的溶胶–凝胶法制备致密的铜锌锡硫硒薄膜

采用溶胶–凝胶后硒化法制备了铜锌锡硫硒薄膜, 其薄膜表面平整、无裂纹。通过简化铜锌锡硫前驱体溶胶的制备以及后退火时避免使用硫化氢气体（H₂S）等方法使铜锌锡硫硒薄膜的制备工艺得到简化。选用低毒有机物乙二醇为溶剂,Cu(CH₃COO)₂、Zn(CH₃COO)₂、SnCl₂•2H₂O和硫脲为原料, 制备铜锌锡硫前驱体溶胶。XRD、Raman、EDX和SEM 分析表明制备的铜锌锡硫硒薄膜为锌黄锡矿结构, 所有薄膜均贫铜富锌, 用0.2 g硒粉、硒化20 min得到的铜锌锡硫硒薄膜其结晶较好, 表面晶粒可达1.0 μm左右。透射光谱分析结果表明, 随硒含量的增加, 铜锌锡硫硒薄膜的光学带隙从1.51 eV减小到1.14 eV。     

铜锌锡硫硒薄膜太阳电池中有希望的无镉双缓层

Zn(O,S)薄膜由于低成本和生态友好的特性而被广泛用作锌黄锡矿薄膜太阳能电池的无镉缓冲层.但是Zn(O,S)缓冲层的载流子浓度和电导率较低,这将会导致器件性能的降低.在这项工作中,我们引入了一层额外的In2S3缓冲层,并通过后退火处理来改进Zn(O,S)层以及CZTSSe层的属性.经过退火处理后,我们发现Zn(O,S...     

多层膜CIA预制层后硒化法制备Cu(In1-xAlx)Se2薄膜的研究

本文用真空蒸发法在玻璃衬底上蒸镀Cu-In-Al多层膜,后采用真空硒化退火获得Al含量不同的Cu(In1-xAlx)Se2多晶薄膜.通过SEM和XRD微观形貌结构分析发现,薄膜中Al的含量对薄膜的表面形貌和结构有一定影响.Al/(In+Al)比例越大,越容易获得尺寸较小、分布比较均匀的晶粒.同时Al含量对薄膜的方阻有一定的影响,Al含量越高,方阻越大.而且Al含量的多少可以调节薄膜的禁带宽度的大小.     

以溅射为主的叠层硒化法制备大面积铜铟镓硒薄膜

本文采用基于溅射为主的四元叠层硒化法制备大面积铜铟镓硒薄膜.分别利用SEM与EDX对四元叠层这一新方法制备的薄膜进行微观结构分析与成分分布分析.结果发现,在采用四元叠层发制备CIGS薄膜中,提高衬底温度,控制Se源温度即控制预置层中Se的含量可以有效的改善薄膜的微观结构,对已经制备完毕的薄膜进行二次退火,不但可以获得比较好的微观结构,同时还可以有效的控制Ga在薄膜内部沿深度方向的分布.     

掺杂型固态电解质Li1.4Al0.4ZrxTi1.6-x(PO4)3的制备及其在锂硫电池中的应用

以LiNO_3、Al(NO_3)_3、ZrO(NO_3)_2、NH_4H_2PO_4、Ti(OC_4H_9)_4为原料,采用修饰的溶胶凝胶法制备出NASICON型固态电解质Li_(1.4)Al_(0.4)Zr_xTi_(1.6-x)(PO_4)_3(LAZTP),通过烧结得到固态电解质片。研究了Zr~(4+)掺杂取代Ti~(4+)对固态电解质性能的影响。分别采用X射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)、电化学阻抗谱(EIS)表征了固态电解质的结构和电化学性能。结果表明,固体电解质Li_(1.4)Al_(0.4)Zr_xTi_(1.6-x)(PO_4)_3在掺Zr量为x=0.1时具有最高的纯度、好的致密度(98%)和高的离子电导率(体电导率和总电导率分别为2.8×10~(-3)S/cm、1.4×10~(-3)S/cm)。将该样品用作锂硫电池的电解质并采用恒流充放电法测试电池的电化学性能,电池在50mA/g的电流密度下首次可逆容量为1187mAh/g,循环40次后可逆容量仍达990mAh/g,显示出比液态锂硫电池更好的充放电性能和循环稳定性。     

溶胶-凝胶法制备(Na0.85K0.15)0.5Bi0.5TiO3铁电薄膜晶化行为研究

利用溶胶-凝胶法在(111)Pt/Ti/SiO2/Si衬底上成功制备了无铅(Na0.85K0.15)0.5Bi0.5TiO3(NKBT)铁电薄膜。利用XRD和原子力显微镜(AFM)分别对薄膜的晶化行为和表面形貌进行了表征。结果表明,在一定温度范围内,随着热分解温度和退火温度的升高,薄膜的晶化程度变得越来越完全,晶粒变得更加均匀致密。当热分解温度为450℃、退火温度为700℃时,薄膜表现出最优的晶化行为,其铁电性能良好,剩余极化强度(Pr)和矫顽场强(Ec)分别为10.37μC/cm2和78.2kV/cm。