CuInS2薄膜的单源热蒸发制备及其性能研究

本文以烧结合成的CuInS2粉末为原料,采用单源热蒸发技术在玻璃基底上沉积CuInS2薄膜。随着退火温度的升高,薄膜的结晶性能增强,表现出高度的(112)晶面择优取向,SEM观察显示:350℃退火后,薄膜致密,晶粒细小,大小为数十纳米。同时,热探针测试发现:薄膜的导电类型为弱N型。光学性能方面,当退火温度高于250℃时,CuInS2薄膜的禁带宽度为1.50 eV,接近吸收太阳光谱所需的理想禁带宽度值。     

氮气流量对CuInS2薄膜微结构的影响

采用硫化法制备出具有多晶结构的光吸收层CuInS2薄膜，研究了硫源处N2流量对CuInS2薄膜微结构的影响。利用SEM和EDS观察和分析了它们的表面形貌和成分，采用XRD表征了薄膜的结构。结果表明：N2流量增大到600ml／min制得具有黄铜矿结构且沿（112）晶向择优生长的CuInS2薄膜，晶粒尺寸为230nm。     

CuInS2/ZnS核壳结构量子点的水相制备与性能研究

因不含Cd、Pb、Te等有毒元素, 且具有在可见光至近红外光波段可调的发光性能, 铜铟硫(CuInS₂)量子点作为一种新型的I-III-VI型三元半导体材料, 广泛应用于分析检测和生物成像等领域。本研究采用一种低毒低温的方法快速合成CuInS₂量子点及其ZnS核壳结构量子点, 不仅利用ZnS带隙较宽且表面缺陷少的特点, 弥补了CuInS₂量子点的劣势, 提高了CuInS₂量子点的发光性能; 同时由于低毒性ZnS壳层的包覆, 进一步降低生物毒性。当Cu∶In摩尔比为1∶1时, CuInS₂量子点于530 nm处出现明显的发射峰, 且随着In含量的增加, 发光峰逐渐红移。包覆ZnS壳层后, CuInS₂量子点的发光强度明显增大, 且谱峰明显红移。当Cu∶Zn比为1∶1, 回流时间为45 min时, 合成的CuInS₂/ZnS量子点发光性能最优。该合成方法节省能源、生产效率高、绿色环保, 具有较大的应用前景。     

太阳电池用CuInS2薄膜电沉积工艺的研究进展

介绍了太阳电池用CuInS2薄膜一步共沉积法和分步电沉积法的工艺特点,重点讨论了一步法共沉积CuInS2薄膜的工艺因素,包括电解液的组成(如主盐浓度、络合剂、添加剂和附加盐等)、电沉积工艺规范(如沉积电位、温度、热处理等)等方面.并详细地分析了这些因素对电沉积CuInS2薄膜性能的影响,据此提出了目前实验室研究中存在的...     

CuInS2薄膜的制备及光学特性

真空共蒸发在玻璃衬底上制备CuInS2薄膜.研究不同Cu、In、S元素配比、不同热处理条件对薄膜的结构、化学计量比及光学性能的影响.实验结果给出:在元素配比中S的原子比x选择极为重要(实验选0.2≤x≤2),本实验Cu、In、S最佳原子比为1:0.1:1.2.用x(Cu).x(In):x(S)=1:0.1:1.2原子比...     

CuInS2量子点的合成及在太阳电池中的应用研究

介绍了CuInS2量子点的合成方法及在几种结构的太阳电池(如全无机纳米结构太阳电池、染料敏化电池及聚合物太阳电池)中的应用,尤其是针对聚合物太阳电池,分析了器件效率低的原因并提出了提高该类太阳电池效率的方法。     

Cu2ZnSnSe4纳米晶的溶剂热合成研究

利用溶剂热法在不同的反应条件下合成了CZTSe纳米材料,研究了反应温度、反应时间以及不同溶剂对样品的结构与形貌的影响,用X射线衍射仪（XRD）、场发射扫描电镜（FESEM）对所合成的样品进行了表征。结果表明反应温度的升高和反应时间的延长有助于提高CZTSe结晶性能。在240℃时CZTSe样品呈现非常尖锐的特征衍射峰,为约50nm的纳米颗粒。反应溶剂会影响样品的结晶性能及形貌。油胺作为反应溶剂时样品的结晶性能最佳,不同溶剂条件下样品的形貌不同。     

单源共蒸法制备CuInS2薄膜及特性分析

将单质Cu、In和S粉末按一定比例均匀混合,单源共蒸发沉积CuInS2薄膜.氮气保护对薄膜进行热处理.研究不同热处理条件对薄膜表面形貌、化学组分及电学特性的影响.XRD分析给出直接沉积的CuInS2薄膜为黄铜矿结构,整体性能较差.经400℃、20 min热处理后,CuInS2薄膜特性得到明显的改善,导电类型呈P型,体内元素化学计量比Cu:In:S=1:0.9:1.5接近标准值,Cu含量略多,电阻率为4.8× 10-2 Ω·cm,薄膜的直接光学带隙1.42 eV,光吸收系数105 cm-1.440℃、10 min热处理的薄膜,晶相结构没变但导电类型转为N型,元素化学计量比Cu:In:S=1:2.3:0.8,In元素过量,电阻率为1.3×10-2 Ω ·cm,光吸收系数104 cm-1,直接光学带隙1.39 eV.     

硫化温度对CuInS2吸收层薄膜微结构的影响

采用电沉积-硫化法制备了CuInS2(CIS)薄膜.用X射线衍射仪(XRD)、原子力显微镜(AFM)和能谱仪(EDS)等实验手段对CIS薄膜的晶体结构、形貌和组分进行了表征.结果表明:在500～560℃硫化温度范围内制备的CIS薄膜表面均生成金属性CuxS二元相,后续的KCN刻蚀处理CuxS二元相可去除.硫化温度为540℃制得的CIS薄膜高质量结晶、具有[112]择优取向,适合于制备CIS薄膜太阳能电池吸收层.     

溶液法制备CeO2纳米材料

以硝酸铈为铈源,聚乙烯吡咯烷酮为表面活性剂,在碱性水相条件下制备CeO2纳米微晶。用XRD、SEM和TEM对产物进行表征,结果显示得到的CeO2纳米微晶具有立方晶型结构,分散性好,直径为10-20nm。此外,用紫外一可见分光光度计对样品的紫外吸收性质进行了考察。     

硫化温度对CuInS2薄膜微结构和光学性能的影响

采用磁控溅射法在玻璃衬底上沉积Cu-In合金预置膜,采用固态硫源在N2气氛下硫化热处理的方法制备了CuInS2薄膜。研究了硫化温度对CuInS2薄膜的晶相结构、表面形貌和光学带隙等性能的影响。采用X射线衍射(XRD)、场发射扫描电镜(FE-SEM)、紫外-可见光谱(UV-Vis)等测试手段对薄膜的晶相结构、表面形貌、光学性能进行了表征。结果表明,Cu-In合金预置膜经550℃硫化热处理20min可制备出黄铜矿结构的CuInS2薄膜,并具有(112)面的择优取向,所制备的CuInS2薄膜晶粒粒径约为1μm,光学带隙为1.51eV。     

直流反应磁控溅射沉积CuInS2薄膜的结构与电学性质

采用直流反应磁控溅射技术在玻璃基底上制备了太阳电池用CuInS2薄膜.以X射线能量色散谱仪、扫描电镜、X射线衍射仪、冷热探针和霍尔效应测试系统对薄膜进行了表征.结果表明,薄膜成分可通过调整Cu靶和In靶的功率比PCu/PIn来进行调控;而薄膜形貌则取决于靶功率比和薄膜的成分.随着PCu/PIn的增大,薄膜物相由富铟相向CuInS2转变.对于CuInS2薄膜,提高铜铟原子比[Cu]/[In]可改善薄膜的结晶质量.但当薄膜富铜时,过高的[Cu]/[In]又会导致薄膜结晶质量的下降.当CuInS2薄膜为富铜与略微贫铜时,其导电类型为P型;且载流子浓度随[Cu]/[In]增加而增大,并远高于其它贫铜薄膜.CuInS2薄膜的载流子迁移率明显高于富铟相薄膜;且随着[Cu]/[In]的提高,CuInS2薄膜的载流子迁移率呈上升趋势,而电阻率则迅速下降.     

水热及溶剂热制备形貌可控CuInS_2光伏材料的研究进展

纳米CuInS_2材料是一种直接带隙半导体材料,其禁带宽度为1.50eV,吸收系数高达10~5cm~(-1),在太阳电池领域有着广阔的应用前景.水热及溶剂热法是液相制备纳米粉体的常用方法之一,其用于制备形貌可控的CuInS_2光伏材料具有独特的优势.介绍了黄铜矿型CuInS_2晶体的结构和性质以及水热及溶剂热法的原理和特点;综述了近年来国内外水热及溶剂热法制备不同形貌与结构CuInS_2光伏材料的研究现状,研究了其制备特点及制备机理;最后探讨了目前存在的问题及今后研究的方向.     

Enhanced Photocarrier Generation with Selectable Wavelengths by M‐Decorated‐CuInS2 Nanocrystals (M = Au and Pt) Synthesized in a Single Surfactant Process on MoS2 Bilayers

A facile approach for the synthesis of Au‐ and Pt‐decorated CuInS₂ nanocrystals (CIS NCs) as sensitizer materials on the top of MoS₂ bilayers is demonstrated. A single surfactant (oleylamine) is used to prepare such heterostructured noble metal decorated CIS NCs from the pristine CIS. Such a feasible way to synthesize heterostructured noble metal decorated CIS NCs from the single surfactant can stimulate the development of the functionalized heterostructured NCs in large scale for practical applications such as solar cells and photodetectors. Photodetectors based on MoS₂ bilayers with the synthesized nanocrystals display enhanced photocurrent, almost 20–40 times higher responsivity and the On/Off ratio is enlarged one order of magnitude compared with the pristine MoS₂ bilayers‐based photodetectors. Remarkably, by using Pt‐ or Au‐decorated CIS NCs, the photocurrent enhancement of MoS₂ photodetectors can be tuned between blue (405 nm) to green (532 nm). The strategy described here acts as a perspective to significantly improve the performance of MoS₂‐based photodetectors with the controllable absorption wavelengths in the visible light range, showing the feasibility of the possible color detection.     

太阳能电池材料CuInS2的研究现状

综述了CuInS2太阳能电池的研究现状，介绍了CuInS2材料的结构性质，光学性质，电学性质及制备方法，讨论了Na与Ga对其性质的影响，并提出了目前存在的问题及其发展趋势。