倒序Cu_2ZnSnS_4纳晶薄膜太阳能电池的制备及光电性能的研究

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• 英文论文题名：Preparation and Photoelectric Properties of Superstrate Cu_2ZnSnS_4 Nanocrystalline Thin Film Solar Cells
• 论文作者：白羽 ; 闫荣靓 ; 张敬波
• 英文论文作者：Yu Bai ; Rongjing Yan ; Jingbo Zhang ; Key Laboratory of Inorganic-Organic Hybrid Functional Material Chemistry ; Ministry of Education ; Tianjin Key Laboratory of Structure and Performance for Functional Molecules ; College of Chemistry ; Tianjin Normal University
• 年：2016
• 作者机构：天津师范大学化学学院,无机-有机杂化功能材料化学省部共建教育部重点实验室,天津市功能分子结构与性能重点实验室;
• 论文关键词：Cu2ZnSnS4纳晶薄膜 ; 倒序结构 ; 光电转换效率
• 会议召开时间：2016-07-01
• 会议录名称：中国化学会第30届学术年会摘要集-第二十七分会：光化学
• 语种：中文
• 分类号：TM914.4
• 学会代码：ZGHY
• 会议名称：中国化学会第30届学术年会-第二十七分会 ; 光化学
• 会议地点：中国辽宁大连
• 主办单位：中国化学会
• 学会名称：中国化学会
• 页数：1
• 文件大小：148k
• 原文格式：D
• 会议级别：全国

摘要

太阳能电池器件光伏效应的核心结构是p-n结。p-n结是由p型半导体材料和n型半导体材料结合构成。本文以Cu2Zn Sn S4(CZTS)薄膜作为p型半导体材料,以二氧化钛颗粒层作为n型半导体材料制备倒序结构CZTS薄膜太阳能电池。CZTS具有易制成薄膜、光电转换效率高和含量丰富等特点。所以,CZTS薄膜太阳能电池是一类具有潜在应用前景的太阳能电池。倒序CZTS薄膜太阳能电池的制备过程如下。为阻止导电玻璃基底与Cu2Zn Sn S4纳晶薄膜存在的直接接触形成的短路问题,首先采用Ti Cl4水解方法,利用旋涂法将一定浓度的Ti Cl4水溶液沉积在掺氟二氧化锡(FTO)导电玻璃上通过450°C空气中烧结形成致密的二氧化钛薄层。然后用刮涂法在致密层上,制备二氧化钛纳晶多孔薄膜,并在其上层沉积一层硫化镉缓冲层,以减少CZTS与TiO2层之间的晶体结构不匹配性。单晶CZTS薄膜采用旋涂法旋涂在二氧化钛纳晶多孔薄膜,并采用hot-plate方法在加热板上加热使Cu2Zn Sn S4挥发并立即在500°C的温度下进行硒化。最后我们采用真空蒸镀的方法镀上一定厚度的铜作为此太阳能电池的对电极。通过改变不同的实验条件进行一系列光电性能测试,以此优化倒序结构CZTS薄膜太阳能电池的制备条件。
CZTS thin film solar cell has an important potential application. Here, the superstrate CZTS thin film solar cell was designed and prepared to increase the p-n junction area. First of all, the TiO_2 compact layer and nanocrystalline layer were prepared, respectively. Then the Cd S buffer layer and CZTS thin film was deposited. At last, copper layer was vacuum evaporated as a counter electrode. The deposited conditions for the superstrate CZTS thin film solar cells were optimized based on their photoelectric performance data.

引文

[1]Todorov,T.K.;Reuter,K.B.;Mitzi,D.B.Adv.Mater.2010,22:E156.
    [2]Arai,T.;Tajima,S.;Sato,S.;Uemura,K.;Morikawa,T.Chem.Commun.2011,47:12664.