cuins2薄膜太阳能电池的制备和表征

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1、工学硕士学位论文CuInS2薄膜太阳能电池的制备和表征李琦哈尔滨理工大学2014年3月国内图书分类号：0646工学硕士学位论文CulnS2薄膜太阳能电池的制备和表征硕士研究生：李琦导师：李丽波申请学位级别：工学硕士学科、专业：应用化学所在单位：化学与环境工程学院答辩日期：9．014年3月授予学位单位：哈尔滨理工大学ClassificdIndex：0646DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringPreparationandCharacterizationof

2、CulnS2ThinFilmSolarCellsCandidate：Supervisor：“QiLiLiboAcademicDegreeAppfiedfor：MasterofEngineeringSpecialty：AppliedChemistryDateofOralExamination：March，2014University：HarbinUniversityofScienceandTechnology哈尔滨理工大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：此处所提交的硕士学位论文((CulnS2薄膜太

3、阳能电池的制备和表征》，是本人在导师指导下，在哈尔滨理工大学攻读硕士学位期间独立进行研究工作所取得的成果。据本人所知，论文中除已注明部分外不包含他人已发表或撰写过的研究成果。对本文研究工作做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式注明。本声明的法律结果将完全由本人承担。作者签名：李筠日期：谚吵年c，弓月弓／日哈尔滨理工大学硕士学位论文使用授权书((CulnS2薄膜太阳能电池的制备和表征》系本人在哈尔滨理工大学攻读硕士学位期间在导师指导下完成的硕士学位论文。本论文的研究成果归哈尔滨理工大学所有，本论文的

4、研究内容不得以其它单位的名义发表。本人完全了解哈尔滨理工大学关于保存、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关部门提交论文和电子版本，允许论文被查阅和借阅。本人授权哈尔滨理工大学可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文，可以公布论文的全部或部分内容。本学位论文属于保密口，在年解密后适用授权书。不保密四(请在以上相应方框内打√)作者签名：毽为日期：锄J中年。弓月；1日导师签名：巧知遂日期协f垆年口；月岁1日哈尔滨理工大学工学硕士学位论文CuInS2薄膜太阳能电池的制备和表征摘要太阳能作为清洁型新能源的主

5、题，被赞誉为人类之父，具有非常广阔的开发前景。在所有的光伏器件中，CuInS2是直接带隙半导体材料，吸光系数较大，适合作薄膜太阳能电池的光吸收层。本文采用恒电位沉积法沉积CuInS2薄膜，因为电沉积法的成本低，可在室温下大面积沉积。采用一步电沉积法在FTO玻璃基体上沉积P．CuInS2薄膜；电解液为含有硫酸铜、硫酸铟、硫代硫酸钠和柠檬酸钠的硫酸盐水溶液体系，将FTO玻璃作为阴极，并利用9因素4水平的正交实验对电沉积CuInS2薄膜工艺进行了优化，获得了最优的电沉积CuInS2薄膜工艺。1本文采用化学水

6、浴法制备n—InzS3薄膜。In2S3属于III．VI族化合物，适合作为太阳能电池的n型缓冲层材料归因于其具有极好的材料性质如禁带宽度为2．0．2．45cV，自身不具有毒性且不含有毒元素；并且In2S3本身的组成元素与CuInS2薄膜相同，从而有利的降低了CuInS2与In2S3二者之间的界面态，这样不仅降低界面态及光生载流子的复合度，且有利于提高界面处的晶格匹配程度。同时，制作了太阳能电池组件，并对其进行测试，获得％"厶。等参数信息。在以上实验基础上，分别对CuInS2薄膜和In2S3薄膜进行表征分

7、析，主要包括：采用扫描电子显微镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)进行表面形貌分析；采用x射线衍射(XRD)和X射线光电子光谱(xPs)对薄膜的结构及成分进行分析；采用线性扫描和吸收光谱测试对薄膜光电性能进行分析；采用冷热探针实验对薄膜半导体类型进行分析。另外，基于第一性原理的密度泛函理论，采用MaterialsStudio5．5软件中的Reflex模块确定实验中的黄铜矿相模型，并用CASTEP和DMol3模块，在几何优化后选择GGA计算交换．关联能，模拟计算了CulnS2的能带结构和态密度，获得其禁

8、带宽度为1．40cV，与实验所获得的结果接近。关键词CuInS2；In2S3；太阳能电池；电沉积；模拟哈尔滨理工大学工学硕士学位论文PreparationandCharacterizationofCulnS2ThinFilmSolarCellsAbstractAscleanandnewenergy,solarenergyhasbeenpraisedtheFatherofthePeople，andhasverybroaddevelopmentprospec