硒化锑薄膜太阳电池制备及缓冲层研究

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1、暨南大学硕士学位论文题名（中英对照）：硒化锑薄膜太阳电池制备及缓冲层研究PreparationandstudyofbufferlayerandSb2Se3thinfilmsolarcells作者姓名：黄泰郎指导教师姓名及学位、职称：麦耀华博士教授学科、专业名称：电子与通信工程学位类型：专业学位论文提交日期：2017年4月30号论文答辩日期：2018年6月3号答辩委员会主席：潘忠良论文评阅人：盲审学位授予单位和日期：2018年6月28号暨南大学硕士学位论文摘要硒化锑（Sb2Se3）是一种Ⅴ-Ⅵ族二元化合物，储量丰富、毒性低、价格便宜；Sb2Se35-1光电性能优异，其禁带宽度为1.15

2、eV，光吸收系数>10cm，理论光电转换效率可达30%；此外，Sb2Se3化学组分和物相单一，制备技术相对简单，非常适合制备新型低成本低毒的薄膜太阳电池。近年来，Sb2Se3薄膜太阳电池发展迅速，目前其最高转换效率已达到6.6%。本论文的主要工作包括两个部分：（一）采用近空间升华（CSS）法生长高质量Sb2Se3薄膜，研究厚度对Sb2Se3薄膜结构、形貌和光电性能的影响；采用化学水浴（CBD）法制备CdS薄膜，研究后续CdCl2热处理对CdS形貌和电学性能的影响；在此基础上，调控并优化制备工艺，制备FTO/n-CdS/p-Sb2Se3/Au结构薄膜太阳电池。（二）针对Sb2Se3薄膜

3、太阳电池中存在的非欧姆漏电现象，结合电池光电输出特性和理论模型分析，提出器件中存在的空间电荷限制电流（SCLC）及其形成机制。通过引入前电极高阻缓冲层，制备FTO/SnO2/n-CdS/p-Sb2Se3/Au结构太阳电池，有效提高了电池的并联电阻减小了电池漏电，最终制备得到了转换效率为5.18%的Sb2Se3薄膜太阳电池。本论文创新采用易于大规模生产的近空间升华技术制备高质量Sb2Se3薄膜，扩展了Sb2Se3薄膜太阳电池的制备手段。此外，包含高阻缓冲层的结构设计为进一步提高电池光电转换性能提供了重要的技术路径。关键词：硒化锑；硫化镉；近空间升华；缓冲层；太阳电池I暨南大学硕士学位论

4、文ABSTRACTAntimonyselenideisaⅤ-Ⅵbinarycompoundwithabundantreserves,lowtoxicityandlowprice.Sb2Se3hasexcellentphotoelectricproperties,thebandgapis1.15eV,andtheoptical5-1absorptioncoefficientis>10cm.Thetheoreticalconversionefficiencycanreach30%.Inaddition,Sb2Se3hasasinglechemicalcompositionandphase

5、.Thepreparationtechnologyisrelativelysimple.Itisverysuitableforthepreparationofnewlowcostandlowtoxicitythinfilmsolarcells.Sb2Se3thin-filmsolarcellshavebeenwidelystudiedinrecentyears.Atpresent,thehighestconversionefficiencyhasreached6.6%.Themainworkofthispaperconsistsoftwoparts:(I)HighqualitySb2

6、Se3thinfilmswerepreparedbyusingclose-spacedsublimation(CSS)methodandtheeffectoffilmthicknessonthestructure,morphologyandoptoelectronicpropertiesofSb2Se3thinfilmswerestudied.CdSThinfilmsweregrownbychemicalbathdeposition(CBD)andtheinfluenceofthesubsequentCdCl2heattreatmentonCdSmorphologyandelectr

7、icalpropertieswasstudied.Onthisbias,thefabricationprocesswereoptimizedandtheFTO/n-CdS/p-Sb2Se3/Austructuredthinfilmsolarcellswereprepared.(2)FocusingontherelativelylargeandnonlinearshuntcurrentdiscoveredintheSb2Se3thinfilmsolarcel