第Ⅴ-Ⅵ族金属硫化物薄膜的制备和光电性能的研究.pdf

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1、Athesis(dissertation)submittedtoZhengzhouUniversityforthedegreeofMasterTheSynthesisandPhotovoltaicPropertiesofV—VIGroupMetalSulfideThinFilmsByYanqiaoLiSupervisor：Prof．ZhiZhengInorganicChemistryCollegeofChemistry＆MolecularEngineeringMay,2012学位论文原创性声明本人郑

2、重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。学位论文作者：耗丞1日期：弘侄年6月皇日学位论文使用授权声明本人在导师指导下完成的论文及相关的职务作品，知识产权归属郑卅I大学。根据郑州大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留或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；

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4、可以获得不错的光电转换效率，但原料的来源及制各过程中有毒物质排放造成的环境污染仍然是限制其广泛应用的最大瓶颈，所以，一些具有光伏性能、相对无毒、环保的无机化合物材料引起了研究者们的兴趣。本论文对V．Ⅵ族硫化物(Bi2S3和Sb2S3)薄膜的制各和光电性能进行了研究。本论文共分四章。第一章主要是太阳能电池的发展概述，介绍了太阳能电池的发展史、原理和性能评价指标，着重介绍了有机．无机复合薄膜太阳能电池材料的制各方法和种类。最后对V．Ⅵ族硫化物的性质进行介绍，提出本文的研究意义。第二章介绍了纳米结构硫化铋

5、薄膜的合成和光电性能测试。硫化铋是一种重要的n型直接带隙半导体材料，其带隙在1．3．1．7eV范围可调，非常适合作为太阳能电池的光吸收层。在本文中，我们采用原料的单质形式，未加入任何辅助添加剂，在简单的溶剂热体系中反应180℃，在ITO导电玻璃基底上直接原位生长出结合紧密的Bi2S3纳米结构薄膜。薄膜是由均匀的、大小约为200nln的颗粒构成，然后我们将Bi2S3薄膜和有机聚合物P3HT复合组装成异质结电池器件，光电转化效率为0．0054％，表明硫化铋材料具有明显的光伏性能。第三章介绍了微米结构硫化

6、锑薄膜的合成和光电性能测试。Sb2S3也是一种直接带隙无机半导体材料，室温下的带隙能为1．78eV，被认为是利用太阳能的理想材料。本文中采用条件温和的溶剂热反应，在ITO导电玻璃基底上直接原位制备了Sb2S3微米结构薄膜。薄膜是由微米级的管状和片状构成。然后将有机聚合物P3HT和Sb2S3薄膜复合组装成电池器件，光电转化效率为0．0026％。第四章对基于铋、锑的三元硫化物薄膜的制备进行了初步探究。通过溶剂的选择和反应条件的控制，制备出了纯的Cu3BiS3薄膜，SEM表征薄膜为均匀粘连的纳米膜。Cu3

7、SbS3薄膜的合成条件还有待研究。关键词：薄膜太阳能电池原位制备Bi2S3Sb2S3有机．无机复合光电性能AbstractInrecentyears，solarcellsbasedonorganic-inorgamccompositethinfilmhaveattractedmuchattention．However,inorganicmaterialsusedintheorganic-inorganiccompositealelimitedinseveralkindoftraditionalsul

8、fidesuchasCdSeandPbS．They&retoxicandlimitedbynatureresource．Althoughhighconversionefficiencymaybeobtained，rawmaterialsandenvironmentalpollutionarestillessentialproblemfortheirpracticalapplication．Thereforemanynontoxicandenvironmentalsul