Cu2ZnSnX4(X=S,Se)薄膜的纳米颗粒法制备及反应机理研究.pdf

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1、中国科学技术大学硕士学位论Cu2ZnSnX4(x=S，Se)薄膜的纳米颗粒法制备及反应机理研究作者姓名：学科专业：导师姓名：完成时间：潘斌材料学江国顺高级工程师二。一四年五月二日、『确弓文UniversityofScienceandTechnologyofChinaAdissertationforMaster’SdegreeFabricationofCu2ZnSnX4(x=S，Se)ThinFilmsfromNanoparticlesandInvestigationitReactiononitsReaction

2、MechanismAuthor’SName：Speciality：Supervisor：Finishedtime：BinPanMaterialsScienceGuoshunJiangMay2加，2014中国科学技术大学学位论文原创性声明本人声明所呈交的学位论文，是本人在导师指导下进行研究工作所取得的成果。除已特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含任何他人已经发表或撰写过的研究成果。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献均己在论文中作了明确的说明。作者签名：签字日期：塑[兰曼!星g中国科学技术大学学位论文授权使用

3、声明作为申请学位的条件之一，学位论文著作权拥有者授权中国科学技术大学拥有学位论文的部分使用权，即：学校有权按有关规定向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅，可以将学位论文编入《中国学位论文全文数据库》等有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。本人提交的电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。保密的学位论文在解密后也遵守此规定。／淞开口保密(——年)作者签名：缱继导师签名：娜签字日期：丝!丝茎：垒星签字日期：垫丝篁：!量Abstract摘要随着化石能源的

4、日益枯竭，太阳能的开发利用越来越受到各方关注。太阳能电池通过光伏效应直接将光能转化为电能，成为一种可能的能源来源。铜铟硒和铜锌锡硫薄膜太阳能电池转化效率高、成本低廉、稳定性好，是很有发展前景的太阳能电池。在薄膜太阳能电池中，吸收层薄膜是吸收太阳能的主要部分，吸收层的性能对电池影响巨大。吸收层薄膜的制备方法很多，本论文主要研究了用纳米氧化物为前驱体制备吸收层薄膜的方法。本论文主要分为两个部分：第一部分是以单分散的氧化铜和氧化铟纳米颗粒浆料制备铜铟硫(CIS)和铜铟硒(CISe)薄膜。实验中采用XRD、RalTl0

5、21_等方法对薄膜的相组成、结晶性等进行了研究，并通过扫面电镜对薄膜的形貌进行表征。表征结果表明氧化物前驱膜闭管硒化和硫化，存在很大的不同。氧化物的闭管硫化相对容易进行，而硒化则需要很长时间才能得到纯相。最后结合HSCChemistry软件热力学计算讨论了硒化和硫化过程中可能发生的化学反应。第二部分是以氧化物前驱膜制备铜锌锡硫(CZTS)和铜锌锡硒(CZTSe)薄膜。对于铜锌锡硫高温下锡损失的问题，实验中通过加锡硫化加以解决，并用这种方法制备出了元素比例可调且杂相较少的铜锌锡硫薄膜。由于氧化锌和二氧化锡较稳定，

6、为了除去这些氧化物杂相，铜锌锡硒薄膜的制备采用了载气硒化的手段。实验中采用多种手段对薄膜的形貌、结晶性、带隙等进行了表征。而对于薄膜中可能出现的杂相，采用不同光源的拉曼光谱进行检测，并着重采用共振拉曼光谱对薄膜中的硫化锌杂相进行了表征。关键词：铜铟硒铜铟硫铜锌锡硫铜锌锡硒金属氧化物非真空AbstractIIAbstractAbstragWiththeloomingexhaustionoffossilenergy,thedevelopmentandutilizationofsolarenergyhasattach

7、edmoreandmoreattention．SolarcellsCandirectlyconvertsolarenergyintoelectricpowerviaphotovoltaiceffect，whichCanbeapossiblepowersourceforUS．CopperIndiumSeleniumandCopperZincTinSulfurbasedthinfilmsolarcellsareattractiveandpromising，duetohi【ghconversionefficiency

8、,lowcostandhi曲stability．AssolarlightWasmainlyabsorbedbyabsorblayerinthinfilmsolarcells，thequalityofabsorblayerhasagreateffectontheperformanceofsolarcells．Manymethodshavebeenusedinthesynthesisofa