前驱溶液配合物形态对CZTSSe器件效率的影响

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• 论文作者：闵雪 ; 徐余颛 ; 石将建 ; 李冬梅 ; 罗艳红 ; 孟庆波
• 年：2017
• 作者机构：中国科学院物理研究所清洁能源重点实验室;
• 论文关键词：铜锌锡硫硒 ; 薄膜太阳能电池 ; 溶液法
• 会议召开时间：2017-05-27
• 会议录名称：第四届新型太阳能电池学术研讨会论文集
• 英文会议录名称：Abstract Book of the 4th Conference on New Generation Solar Cells
• 语种：中文
• 分类号：TM914.42
• 学会代码：ZKYQ
• 会议名称：第四届新型太阳能电池学术研讨会
• 会议地点：中国北京
• 主办单位：中国可再生能源学会光化学专业委员会
• 学会名称：中国科学院物理研究所清洁能源实验室
• 页数：1
• 文件大小：819k
• 原文格式：D
• 会议级别：全国

摘要

近年来,铜锌锡硫和铜锌锡硫硒薄膜太阳能电池因为其组成元素含量丰富、环保无毒而得到了广泛的关注。吸收层晶体生长质量决定了铜锌锡硫硒薄膜太阳能电池的性能。我们采用巯基乙酸、乙醇胺作为溶剂,金属氧化物作为金属源配制前驱溶液~([1]),旋涂法制备前驱膜。在实验的过程中我们发现,配制前驱溶液时金属氧化物的溶解顺序会影响金属离子与溶剂的配位,进而影响前驱膜和硒化之后吸收层的晶体质量。我们研究了在配制溶液时金属氧化物溶质一起加入的溶液(Mix)和顺序溶解氧化铜、氧化亚锡、氧化锌的溶液(Sequential)。傅里叶红外数据表明Sequential溶液里金属离子与配体溶剂的结合更加紧密,从而引起了所得薄膜形貌和其中碳含量的变化。瞬态光电压表明与Mix溶液制备的吸收层薄膜相比,Sequential溶液制备的吸收层薄膜复合较慢,缺陷态较少。驱动电平电容分析表明Sequential溶液制备的硒化后的薄膜有较宽的耗尽区宽度和较低的载流子浓度。最后,我们用Mix溶液和Sequential溶液制备的薄膜组装了电池,Mix溶液制备电池最高效率为7.1%,Sequential溶液制备电池的最高效率达到9.2%。

引文

[1]Tian,Q.,et al.,Chemistry of Materials,2014.26(10):3098-3103.