基于FTO衬底的铜锌锡硫光吸收层生长调控研究

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• 论文作者：赵桂莺 ; 滕丽芳 ; 王玲玲 ; 张昕彤
• 年：2017
• 作者机构：东北师范大学紫外光发射材料与技术教育部重点实验室;
• 论文关键词：铜锌锡硫 ; FTO衬底 ; 太阳能电池
• 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：TM914.4
• 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：808k
• 原文格式：D
• 会议级别：全国

摘要

铜锌锡硫(Cu_2ZnSnS_4,CZTS)太阳能电池由于其合适的带隙、较高的光吸收系数、较低的材料成本而受到广泛的关注~([1])。目前CZTS太阳能电池普遍使用钼玻璃作为衬底,但电池只能从一侧照光,局限了光的利用率及器件的应用领域。且钼玻璃在硫化过程中,表面的金属钼会与硫气氛反应,生成几百纳米厚的MoS_2层,会阻止光生电荷的有效传输,进而影响薄膜电池的光电转换效率。在此,我们采用高透过性的导电玻璃(FTO)作为基底,利用简单的溶液法~([2])在FTO基底表面直接制备CZTS光吸收层。通过调控CZTS退火的时间、硫粉的添加量以及升温速率等条件,我们得到了质量较高的CZTS薄膜。XRD及Raman结果证明,我们制备的薄膜为纯的Kesterite CZTS相。通过观察扫描电子显微镜(SEM)的数据可以看出,经调控所得的CZTS晶粒尺寸较大且晶粒排列致密,薄膜针孔较少,没有观察到文献报道中经常出现的小粒子杂质相。CZTS薄膜在FTO表面具有很好的附着性,即使薄膜厚度达到1.2微米仍未出现剥离、裂纹等现象。切面的SEM照片进一步证明制备的CZTS薄膜的致密性,没有看到CZTS薄膜制备中常见空隙现象~([2])。在透明FTO基底表面制备的高结晶性CZTS薄膜,有望在双面受光CZTS薄膜电池领域有着重要应用。

引文

[1]K.Wang,O.Gunawan,T.Todorov,B.Shin,S.Chey,N.Bojarczuk,Appl.Phys.Lett,2011,98,051912.
    [2]F.Liu,S.Shen,F.Zhou,N.Song,X.Wen,J.Stride,K.Sun,C.Yan,X.Hao,J.Mater.Chem.C,2015,3,10783.