溶胶-凝胶非硫化法制备铜锌锡硫薄膜

采用溶胶-凝胶非硫化方法制备了表面平整、致密的铜锌锡硫薄膜.XRD及Raman分析表明制备的铜锌锡硫薄膜为锌黄锡矿结构.能谱分析表明所有薄膜均贫铜富锌贫硫.场发射扫描电子显微镜测得薄膜的厚度在0.7 μm左右.透射光谱表明随后退火温度的提高薄膜的光学带隙从2.13 eV减小到1.52 eV.     

溶胶-凝胶非硫化法制备铜锌锡硫薄膜（英文）

采用溶胶-凝胶非硫化方法制备了表面平整、致密的铜锌锡硫薄膜.XRD及Raman分析表明制备的铜锌锡硫薄膜为锌黄锡矿结构.能谱分析表明所有薄膜均贫铜富锌贫硫.场发射扫描电子显微镜测得薄膜的厚度在0.7μm左右.透射光谱表明随后退火温度的提高薄膜的光学带隙从2.13 eV减小到1.52 eV.     

SnSe薄膜的两步法制备与光电性能研究

采用电子束蒸镀预制层,再对预制层进行硒化的两步法工艺,通过调节硒化温度和退火时间,在玻璃基底上成功制备了SnSe薄膜。利用X射线衍射、拉曼光谱、扫描电子显微镜、紫外可见近红外分光光度计等研究了SnSe薄膜的物相、微观形貌和光学性能。结果表明,在450℃下硒化退火60min可制备出纯相的多晶SnSe薄膜,其带隙为0.93eV。在功率为200mW/cm²的980nm激光照射下,对SnSe薄膜进行了光电响应特性测试,通过曲线模拟得出所制薄膜的响应时间和恢复时间分别为62和80ms。     

两种制备多晶铜铟硒薄膜方法的比较

采用真空顺序蒸发铜铟金属预置层后真空硒化退火的方法(硒化法),以及真空三元叠层蒸发后氮气气氛退火的方法(叠层法)分别制备了太阳电池吸收层材料CuInSe2薄膜.通过X射线衍射、扫描电子显微镜、能量色散X射线分析技术等分析手段对薄膜进行了表征.结果表明:两种方法制备的薄膜形貌都比较致密均匀,晶粒直径分别约1.5 μm和约1 μm.组分分析表明所制薄膜均为富铜CIS.硒化法制备的CIS薄膜具有单一的黄铜矿相结构;而叠层法制备的薄膜含有少量杂相,如β-In2Se3等.因此硒化法制备的薄膜更适于作为太阳能吸收层材料.     

真空法制备铜锌锡硫硒薄膜太阳电池的研究进展

真空法具有沉积速率快、重复性高以及成膜质量高等优势,有望成为大规模生产铜锌锡硫硒(Cu₂ZnSn(S,Se)₄,CZTSSe)薄膜太阳电池的制备方法。主要介绍了热蒸发法、磁控溅射法和脉冲激光沉积法等三种沉积CZTSSe薄膜的方法,阐述了采用真空法制备CZTSSe薄膜太阳电池的研究进展,同时对各种方法的优化途径(如退火条件优化、掺杂、背接触改善等)进行对比分析。最后,阐明了真空法的潜在优势以及存在的问题,并对未来发展进行展望。     

CuInSe2薄膜的化学溶液制备方法

采用了一种低成本化学溶液法制备铜铟硒(CuInSe_2,CIS)薄膜.研究了预退火温度、硒化温度及基片衬底等实验参数对材料性能的影响.采用硝酸铜和氯化铟配置前驱体溶液,旋涂法制膜,后经480℃硒化退火得到CIS薄膜.XRD测试结果表明薄膜结晶性良好,具黄铜矿结构;SEM测试结果显示薄膜由较大晶粒组成,表面相对平整致密;EDX测试显示薄膜组分相对合理,略贫Cu而富Se.采用此薄膜为吸收层制备CIS原型薄膜太阳能电池,其光电测试显示单层CIS光伏响应达到1.6%.     

硒化温度对SnSe2薄膜材料性能的影响

采用射频磁控溅射加硒化的两步法在超白玻璃衬底上生长SnSe₂薄膜,采用XRD、光学透过谱、Raman光谱、XPS和SEM等方法对薄膜进行性能表征。通过设置不同的硒化温度,研究不同硒化温度对所得薄膜相结构、物相与组分、表面形貌等性能的影响。结果表明:350℃,40min硒化所得薄膜为片状晶粒,光学带隙为1.46eV,相结构和均匀性等性能在该硒化条件下均为最佳。     

无镉的铜铟镓硒太阳电池关键膜层XPS及AFM分析

应用溅射后硒化法和原子层沉积法分别制备了无镉的铜铟镓硒电池关键膜层CIGS光吸收薄膜和ZnO缓冲层,着重对该两膜层进行XPS和AFM表面分析,得到比较理想的制备工艺条件,并结合其它检测方法:SEM、XRD及吸收光谱等,证明采用操作简便、成本低廉的该工艺能制备出无镉的铜铟镓硒电池。通过I-V测试结果,该电池有一定的光电转换效率。     

硒化温度对Cu(In, Al)Se2薄膜结构和光学性质的影响

采用了磁控溅射制备Cu-In-Al金属前驱体薄膜,后硒化快速退火得到铜铟铝硒(Cu(In,Al)Se2,CIAS)薄膜.研究了硒化温度对CIAS薄膜晶体结构和光学性质的影响.研究发现CIAS薄膜的晶体结构依赖于硒化温度,其禁带宽度随硒化温度升高发生红移.研究结果表明,CIAS薄膜的最佳硒化温度为540℃,其晶体结构为纯黄铜矿结构,禁带宽度为.34 eV,对应太阳电池理论最大效率的吸收层材料禁带宽度     

钛基多孔氧化锡纳米结构的制备

研究了采用电沉积和阳极氧化方法在钛基上制备多孔氧化锡纳米结构的技术.在3mm厚的钛片上,采用电沉积的方法首先预沉积镍层,然后沉积1μm厚高纯度锡膜作为阳极浸入0.5mol/L草酸溶液中,在直流恒压5V条件下,进行电化学氧化5min.电化学氧化处理后,分别采用扫描电镜和X射线衍射仪对样品进行了平面、横断面形貌观察和氧化产物分析.结果表明,在钛基上形成了一层厚约1μm、孔径70nm、孔间距80nm的多孔氧化亚锡薄膜,这种多孔结构薄膜可以进一步在空气中加热500℃处理2h,制成钛基氧化锡多孔材料,它也可作为制备钛基纳米复合材料的模板.     

钛基多孔氧化锡纳米结构的制备

研究了采用电沉积和阳极氧化方法在钛基上制备多孔氧化锡纳米结构的技术.在3mm厚的钛片上,采用电沉积的方法首先预沉积镍层,然后沉积1μm厚高纯度锡膜作为阳极浸入0.5mol/L草酸溶液中,在直流恒压5V条件下,进行电化学氧化5min.电化学氧化处理后,分别采用扫描电镜和X射线衍射仪对样品进行了平面、横断面形貌观察和氧化产物分析.结果表明,在钛基上形成了一层厚约1μm、孔径70nm、孔间距80nm的多孔氧化亚锡薄膜,这种多孔结构薄膜可以进一步在空气中加热500℃处理2h,制成钛基氧化锡多孔材料,它也可作为制备钛基纳米复合材料的模板.     

薄膜太阳电池技术发展趋势浅析

低成本、高效率的薄膜太阳电池是未来光伏产业发展的重要方向之一。主要介绍了目前备受关注的薄膜太阳电池,包括硅基薄膜太阳电池、铜铟镓硒与铜锌锡硫薄膜太阳电池,及砷化镓薄膜太阳电池等,简述了它们的各自特点、研究现状、主要技术路线和产业化发展等情况。最后展望了薄膜太阳电池未来的发展趋势。     

近空间升华法制备高取向硒化锑薄膜太阳电池

硒化锑太阳电池以其原材料丰富、工艺简单和结 构稳定等优势,近年来得到了快速发 展。本论文采用近空间升华法制备硒化锑光电薄膜,并对硒化锑的生长进行了机理研究和参 数优化。结果显示:衬底温度的提升有助于硒化锑薄膜的晶化。当衬底温度为 340 ℃时,薄 膜具有较高的晶化率和致密的表面形貌。另一方面,蒸发间距的改变能够调制硒化锑薄膜的 择优取向。当蒸发间距为10 mm时,薄膜具有明显的(002)取向的择优,对应(Sb₄Se₆)n带 垂直于衬底生长,使硒化锑光吸收层具有优异的载流子传输特性。将优化好的硒化锑薄膜应 用到太阳电池中,以FTO/CdS/Sb₂Se₃/P3HT/C的器件结构,获得了5.78%的光电转换效率,其 中开路电压为0.375 V,短路电流密度为28.01 mA/cm²,填充因子为54.94%。以上研究为高 取向性硒化锑太阳电池的优化制备提供了技术路线,并显示出了硒化锑太阳电池的研究潜力 。     

衬底温度对硒碲铅薄膜结构及红外光学性能的影响

使用Bridgman法生长的PbTe0.92Se0.08材料在硅衬底上沉积硒碲铅薄膜,采用X射线衍射(XRD)、电子扫描显微术(SEM)、能量散射X射线分析(EDAX)对薄膜的结构、表面形貌和化学配比进行了分析.结果表明,沉积的硒碲铅薄膜为多晶结构,具有明显的择优取向,晶粒为矩形.衬底温度对硒碲铅薄膜的红外光学性能有明显的影响,薄膜的折射率在5.2到5.8之间,消光系数均小于0.1,在波长大于6μm的红外光谱范围,一定衬底温度沉积的薄膜消光系数具有10-3量级.研究表明,硒碲铅材料在红外光学薄膜领域具有应用前景.     

基于纳米颗粒的铜锌锡硫硒薄膜制备

采用热注入法制备了Cu2ZnSnS4(CZTS)纳米颗粒,并形成高分散、稳定的"墨水",采用滴注方法形成CZTS前驱体薄膜。利用X射线衍射(XRD)、拉曼光谱(Raman)、透射电子显微镜(TEM)和紫外-可见光谱(UV-VIS)对CZTS纳米颗粒的晶体结构、表面形貌和带隙进行了表征。Raman数据显示合成的纳米颗粒为纯的CZTS,不存在ZnS和Cu2SnS3等杂相。傅里叶红外光谱(FTIR)和UV-VIS表明合成的CZTS纳米颗粒表面被油胺(OLA)包覆,并且其带隙为1.52 eV。对CZTS前驱体薄膜在硫化氢气氛和固态硒气氛中退火处理,得到铜锌锡硫硒(CZTSSe)薄膜。结果表明,经硫化氢处理后薄膜表面平整但CZTS晶粒并没长大,而经过固态硒处理后得到了结晶质量较好的CZTSSe薄膜。     

铜锌锡硫带边电子结构及缺陷态的光学表征

利用吸收、光电流和光致发光等光谱表征并结合理论报道,分析了缺陷态丰富的铜锌锡硫半导体材料的光学带隙、带尾态和深浅杂质能级,揭示了Sn_Zn相关的缺陷态是影响铜锌锡硫带边电子结构的关键因素,其中高浓度的中性缺陷簇[2Cu_Zn+Sn_Zn]能导致带隙明显窄化,而离子性缺陷簇[Cu_Zn+Sn_Zn]是主要的深施主缺陷态,同时存在的大量带尾态引起带边相关的光致发光峰明显红移。贫铜富锌条件下,适当减少锡含量,可有效抑制与Sn_Zn相关的缺陷簇,并避免带隙的窄化。     

薄膜光伏材料Cu_2ZnSnS_4的研究现状

铜锌锡硫(CZTS)薄膜因其良好的光学、电学特性和组成元素储量丰富成为研究的热点。本文介绍了CZTS薄膜材料的基本性质,并着重介绍了其制备工艺及研究现状。     

电沉积法制备CdSe薄膜及其光电性能

采用电沉积法制备了硒化镉(CdSe)薄膜,讨论了Cd(NO3)2和H2SeO3摩尔比(n(Cd∶Se))、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)浓度、沉积电压和时间等条件对CdSe薄膜光电压的影响,并对样品进行X射线衍射(XRD)、能谱分析(EDS)和扫描电子显微镜(SEM)等表征.结果表明,CdSe薄膜制备最优条件是在二甲基甲酰胺(DMF)体系中,以0.005 5 mol/L PVP、0.036 mol/L Cd(NO3)2、0.054 mol/L H2SeO3混合液为电解液,室温下3.0V直流电压沉积15 min,可得最高0.368 0 V光电压的CdSe薄膜.XRD表征显示,在2θ值为25.354°,42.010°,49.699°,67.083°和76.780°处出现了(111),(220),(311),(331)和(422)五个晶面衍射峰,与立方型CdSe标准衍射卡(PDF 19-0191)峰位相吻合.EDS分析表明,样品中Cd和Se质量分数分别为45.60％和51.65％,原子分数分别为36.84％和59.02％.SEM表征显示,样品中的CdSe呈多层链网结构,链直径尺寸为80～300 nm.     

衬底温度对CZTSSe薄膜结构特性的影响

采用热蒸发法制备铟锌锡硫(CZTSSe)薄膜。采用低 温一步 法在300℃衬底温度下制备CZTSSe薄膜;采用两步法,即在衬底温度 分别为300℃制备CZTSSe 薄膜;将衬底温度设定为480℃不变,一步蒸发沉积CZTSSe薄膜。通 过对X射线衍射(XRD)、 扫描电镜(SEM)、拉曼谱对比发现,在300℃低温下一步法和300℃ 、480℃两 步法沉积的薄膜表面粗糙,碎小晶粒较多;在480℃一步高温法制备 的薄膜表面平整, 晶粒大小均匀,3个衍射峰的半高峰宽变窄,薄膜的结晶质量得到 改善,且没有发现其它杂相的拉曼特征峰,沉积出适合作为制备CZTSSe薄膜太阳电池的 吸收层。     

CdS纳米薄膜的水浴法制备与表征

CdS是一种直接能隙半导体，其带隙约为2．42eV，是一种良好的太阳能电池窗口层材料和过渡层材料。化学水浴法沉积CdS薄膜具有工艺简单，成本低廉，成膜均匀、致密以及可大面积生产等优点。本文通过对化学水浴法沉积CdS薄膜的研究，阐述了CdS膜的生成和生长过程及其机理，并不断优化此方法中的各种工艺参数，得到了适合做铜铟镓硒薄膜太阳能电池过渡层的CdS薄膜，并对该薄膜的形貌、结构和性能进行了分析。