电沉积法制备铜锌锡硫薄膜太阳能电池吸收层的研究进展-材料导报

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1、·５０·材料导报Ａ：综述篇２０１６年６月（Ａ）第３０卷第６期电沉积法制备铜锌锡硫薄膜太阳能电池吸收层的研究进展韩贵，陆金花，王敏，李丹阳（扬州大学化学化工学院，扬州２２５００２）摘要直接禁带半导体材料铜锌锡硫（ＣＺＴＳ）四元硫化物是近年来研究较多的具有锌黄锡矿结构的化合物半导体，由于其光吸收系数较高，禁带宽度适中，是太阳能电池理想的候选材料，使其在薄膜太阳能电池中迅速崛起。由于目前报道的最高转换效率距离其理论转换效率还存在相当差距，因此，研究ＣＺＴＳ（Ｓｅ）四元硫（硒）化物半导体仍然是当前的研究热点之一。简单介

2、绍了ＣＺＴＳ薄膜太阳能电池的结构组成，并详细介绍了３种主要制备ＣＺＴＳ薄膜的电沉积方法，即分步沉积Ｃｕ／Ｓｎ／Ｚｎ金属层、连续沉积ＣｕＺｎＳｎ金属层、一步沉积ＣｕＺｎＳｎＳ（Ｓｅ）制备ＣＺＴＳ薄膜太阳能电池吸收层的电化学技术及相应器件，对其研究进展进行了综述，指出了相应方法存在的问题。还将３种电沉积方法进行了分析比较，提出了优化方法，展望了未来的发展趋势。关键词铜锌锡硫太阳能电池效率电沉积中图分类号：ＴＢ３４；Ｏ６１３．５１文献标识码：Ａ犇犗犐：１０．１１８９６／ｊ．ｉｓｓｎ．１００５０２３Ｘ．２０１

3、６．０１１．００８犚犲狊犲犪狉犮犺犘狉狅犵狉犲狊狊狅狀犃犫狊狅狉犫犲狉犔犪狔犲狉狊狅犳犆狌２犣狀犛狀犛４（犆犣犜犛）犜犺犻狀犉犻犾犿犛狅犾犪狉犆犲犾犾犘狉犲狆犪狉犲犱犫狔犈犾犲犮狋狉狅犱犲狆狅狊犻狋犻狅狀ＨＡＮＧｕｉ，ＬＵＪｉｎｈｕａ，ＷＡＮＧＭｉｎ，ＬＩＤａｎｙａｎｇ（ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＣｈｅｍｉｓｔｒｙ＆ＣｈｅｍｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＹａｎｇｚｈｏｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｙａｎｇｚｈｏｕ２２５００２）犃犫狊狋狉犪犮狋Ｃｕ２ＺｎＳｎＳ４（ＣＺＴＳ），ａｑｕａｔｅｒｎａｒｙｃｈａｌｃｏｇｅｎｉｄｅｂａ

4、ｓｅｄｃｏｍｐｏｕｎｄｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ，ｈａｓａｔｔｒａｃｔｅｄｍｕｃｈｉｎｔｅｒｅｓｔｉｎａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｏｎａｂｓｏｒｂｅｒｌａｙｅｒｓｏｆｔｈｉｎｆｉｌｍｓｏｌａｒｃｅｌｌｓ，ｄｕｅｔｏｉｔｓｄｉｒｅｃｔｂａｎｄｇａｐ，ｈｉｇｈｏｐｔｉｃａｌａｂｓｏｒｐｔｉｏｎｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ，ａｎｄｍｅｄｉｕｍｂａｎｄｇａｐｍａｔｃｈｅｄｓｏｌａｒｓｐｅｃｔｒｕｍ．Ｔｈｅｒｅｒｅｍａｉｎｓｈｕｇｅｇａｐｓｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｃｕｒｒｅｎｔｒｅｐｏｒｔｅｄｔｈｅｈｉｇｈｅｓｔｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎｅ

5、ｆｆｉｃｉｅｎｃｙａｎｄｔｈｅｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｐｏｗｅｒｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ，ｗｈｉｃｈｄｒｉｖｅｓｃｉｅｎｔｉｓｔｓａｎｄｒｅｓｅａｒｃｈｅｒｓｔｏｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｅｆｆｉｃｉｅｎｃｉｅｓｔｈｒｏｕｇｈｔｈｉｎｆｉｌｍｓｙｎｔｈｅｓｉｚｉｎｇｍｅｔｈｏｄｓ．ＡｍｏｎｇｖａｒｉｏｕｓｍｅｔｈｏｄｓｔｏｓｙｎｔｈｅｓｉｚｅＣＺＴＳｔｈｉｎｆｉｌｍｓ，ｅｌｅｃｔｒｏｄｅｐｏｓｉｔｏｎｉｓｏｆｐａｒｔｉｃｕｌａｒｉｎｔｅｒｅｓｔｄｕｅｔｏｌｏｗｃｏｓｔ，ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｆｒｉｅｎ

6、ｄｌｙ，ｌａｒｇｅａｒｅａｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎａｎｄｒｏｏｍｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｇｒｏｗｔｈ．ＡｆｔｅｒｂｒｉｅｆｌｙｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆＣＺＴＳｔｈｉｎｆｉｌｍｓｏｌａｒｃｅｌｌｓ，ｔｈｉｓｐａｐｅｒｒｅｖｉｅｗｓｔｈｒｅｅｅｌｅｃｔｒｏｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎａｐｐｒｏａｃｈｅｓｔｏｏｂｔａｉｎｋｅｓｔｅｒｉｔｅｐｒｅｃｕｒｓｏｒｓｉｎｃｌｕｄｉｎｇ：（ａ）ｓｅｑｕｅｎｔｉａｌｅｌｅｃｔｒｏｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎｏｆｍｅｔａｌｌｉｃｓｔａｃｋｅｄｌａｙｅｒｓｏｎＣｕ，ＳｎａｎｄＺｎ，

7、（ｂ）ｓｉｍｕｌｔａｎｅｏｕｓｅｌｅｃｔｒｏｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎｏｆｍｅｔａｌｌｉｃＣｕ，Ｚｎ，ａｎｄＳｎ，ａｎｄ（ｃ）ｑｕａｔｅｒｎａｒｙｏｒｃｈａｌｃｏｇｅｎｉｄｅｅｌｅｃｔｒｏｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ，ＣｕＺｎＳｎＳ（Ｓｅ）．Ｍｅａｎｗｈｉｌｅ，ｔｈｅｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎｏｆＣＺＴＳｔｈｉｎｆｉｌｍｓｏｌａｒｃｅｌｌａｂｓｏｒｐｔｉｏｎｌａｙｅｒｂｙｔｈｏｓｅｔｈｒｅｅｋｉｎｄｓｏｆｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓａｎｄｔｈｅｐｒｏｇｒｅｓｓｉｎｔｈｅｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇｄｅｖ

8、ｉｃｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｈａｖｅｂｅｅｎａｌｓｏｄｉｓｃｕｓｓｅｄ，ａｎｄｔｈｅｅｘｉｓｔｉｎｇｐｒｏｂｌｅｍｓｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｔｏｅａｃｈｍｅｔｈｏｄａｒｅｐｏｉｎｔｅｄｏｕｔ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｔｈｒｅｅｋｉｎｄｓｏｆｅｌｅｃｔｒｏｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｓａｒｅａｎａｌｙｚｅｄａｎｄｃｏｍｐａｒｅｄ，ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄａｎｄｔｈｅｔ