铜锌锡硫硒薄膜的硒化工艺及其光电性能研究

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2、学科、专业：材料学ｆ％硏究方向：薄膜太阳能电池申请学位类别：工学硕±ｉ申请人：陈红丽Ｉ‘心指导教师：武四新教授ｆｒｖ：．．．門．．片．绵．■－占：＇：式（二０—五年五月；，０，－－．．４，，．！－＇：，Ｖ村＇Ｖ？？‘．．八心一．＇＇＇片■■ｒ■ｒ．：ｊSTUDYONSELENIZATIONANDPHOTOELECTRICPERFORMANCEOFCu2ZnSn(S,Se)4THINFILMADissertationSubmittedtotheGraduateSchoolo

3、fHenanUniversityinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringScienceByChenHongLiSupervisor:Prof.WuSixinMay,2014关于学位论文独创声明巧学术诚信承诺本人向河南大学提出巧壬学位申巧，本人邦重声明：所呈交的学位化文是本人在早师的指导下巧立定成的，对所研究的课题有新的见解。据我所如、除文中时别加＂说巧．标注和化谢的地方外，托文中不包括其他人已经发表或撰写过巧研究成果，也不包括其他人为获得任何教育、科巧机构的学位或化书而巧用过

4、巧村料一工，与我同作巧同事对本研究所做的任何贡献均已在讫丈中作了明确的说巧并表示了谢意。在此本人部重承说：巧呈交巧学位化丈不存在舞弊作伪行为，文责自巧。人、学位申请（学位化丈作者）签名：骑；ｉ硕２０１含年套月口日＿关于学位论女著作枚使用授权书本人经河南大学审枝批准授子巧±学化。巧为学位论史巧作者，本人完全了解并同意巧南大学有关保留、化巧学位论丈的要求，即河南大学有权向国家图书巧，科巧信息机构，教据化集机构和本校图书馆等提供学位化文（娩亦史本和电子文本）站供公众检索、查閒。本人授权河南大学出于宣扬、展览学校学术发展和进行学术更流等目的，可从柬取影印＞縮印

5、、担描和拷巧等复制手段保存、汇编学位论史（化质史本和电子丈本（涉及保密内容的学位论文在陆密后适巧本授权书）学化获巧者【学位化丈作者）签义；棘４巧２０１５年义月Ｊｇｊｑ学位祀丈指导教师空克＾２０１占年＾？月巧，曰摘要在过去的数十年中，基于铜铟镓硒(CIGS)和碲化镉(CdTe)光吸收材料的电池器件是薄膜太阳能电池的研究重点，然而由于镉元素对环境的污染及铟元素的稀缺，广大科研工作者致力于开发新的存储量大、环境友好的光吸收材料。硫属半导体化合物铜锌锡硫硒(CZTSSe)，由黄铜矿结构的CIGS材料发展而来，具有与CIGS、CdTe等光吸收材料相媲美的光电特性，且组成元

6、素在地壳中含量丰富，价格低廉，引起了广泛关注。目前，许多真空和非真空类方法被用来制备CZTSSe薄膜，其中前驱体溶液法是最常用的制备方法。这种方法具有低成本，低能耗，高产出，适用于大面积沉积等优势，有利于实现低成本、大规模生产。本论文采用非肼溶剂前驱体溶液法旋涂制备CZTSSe薄膜，通过优化硒化条件(硒化装置、硒化温度、硒化时间、硒粉用量和硒化次数等)改善CZTSSe薄膜的结晶性，制备无小颗粒层的大晶粒CZTSSe薄膜。采用表面光电压测试、电阻率测试等检测方法对不同结晶性的CZTSSe薄膜的光电性能进行表征，并组装电池，研究吸收层结晶性的改善对电池性能的影响。本论文主要开展了以下3个方面的工作

7、：1.制备CZTSSe薄膜：本论文以乙醇为溶剂，依次溶解Cu2O，SnCl4·5H2O，ZnCl2·2H2O于1-丁基二硫代氨基甲酸(1-丁胺与二硫化碳的反应产物)的乙醇溶液中，得到含有铜、锌、锡、硫元素的前驱体溶液。随后经数次旋涂制膜/低温预烧处理后得到前驱体薄膜。最后，上述前驱体薄膜经高温硒化处理后，得到CZTSSe薄膜。2.制备大晶粒CZTSSe薄膜：本论文通过对影响薄膜结晶性的因素：硒化装