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《低毒溶液法銅銦硒基薄膜的制備及光伏應(yīng)用》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。
1、分類(lèi)號(hào)：TN304.2密級(jí)：公開(kāi)UDC：620編號(hào)：201431804038河北工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文低毒溶液法銅銦硒基薄膜的制備及光伏應(yīng)用論文作者：趙忠東學(xué)生類(lèi)別：全日制專(zhuān)業(yè)學(xué)位類(lèi)別：工程碩士領(lǐng)域名稱(chēng)：材料工程指導(dǎo)教師：張?chǎng)┞毞Q(chēng)：副研究員劉輝副教授資助基金項(xiàng)目：中國(guó)國(guó)家自然科學(xué)基金（51402085）和河北省自然科學(xué)基金（E2015202295）DissertationSubmittedtoHebeiUniversityofTechnologyforTheMasterDegreeofMaterialsE
2、ngineeringLOW-TOXICSOLUTION-PROCESSEDCOPPER-INDIUM-SELENIUM-BASEDTHINFILMANDITSPHOTOVOLTAICAPPLICATIONbyZhaoZhongdongSupervisor:A.Prof.ZhangWenA.Prof.LiuHuiMay2017ThisworksupportedbytheNationalNaturalScienceFoundationofChinaNo.51402085,NatureScienceFound
3、ationofHebeiProvinceNo.E2015202295.摘要I-III-VI族黃銅礦結(jié)構(gòu)CuInSe2（CISe）半導(dǎo)體材料具有優(yōu)越的光電性能，作為光吸收層材料在薄膜太陽(yáng)電池領(lǐng)域有著重要的地位和廣闊的發(fā)展前景。非真空溶液法制備CuInSe2基薄膜是近年來(lái)發(fā)展迅速的一種薄膜沉積技術(shù)，因其具有制造成本低、組分及化學(xué)計(jì)量比可控、操作簡(jiǎn)便、易于大面積成膜、可柔性化等特點(diǎn)，引起了該研究領(lǐng)域的廣泛關(guān)注。目前，肼溶液法作為最早被開(kāi)發(fā)的溶液法沉積工藝，在薄膜質(zhì)量和光電轉(zhuǎn)換效率方面取得相當(dāng)大的成就，然而肼劇
4、毒，易燃易爆，對(duì)安全操作要求極高，因此，尋找低毒性溶劑取代肼溶劑制備高質(zhì)量的薄膜成為近年來(lái)研究的熱點(diǎn)。本文首次采用新穎、低毒的巰基乙醇與乙二胺混合的硫-胺溶液，以單質(zhì)Cu、In和Se粉末作為前驅(qū)物制備CuInSe2前驅(qū)物溶液，采用簡(jiǎn)單的旋涂工藝以及后硒化熱處理工藝成功制備出黃銅礦結(jié)構(gòu)的CuInSe2薄膜，并研究了硒蒸氣環(huán)境、Cu/In化學(xué)計(jì)量比、熱處理時(shí)間和溫度對(duì)薄膜物相、結(jié)構(gòu)、形貌以及光學(xué)性能的影響。研究結(jié)果表明，采用40mgSe粉作為硒源，在0.03MPa的氣氛壓力中，加熱至550°C，并保溫30m
5、in，獲得了純相的CISe薄膜，組分貧Cu，薄膜結(jié)晶度和致密性高，平均晶粒尺寸達(dá)到960nm，禁帶寬度1.0eV。此外，本文采用低毒的乙二硫醇與乙二胺混合的硫-胺溶液，以單質(zhì)Cu、In和S粉末制備CuInS2（CIS）前驅(qū)物薄膜，通過(guò)硒化熱處理工藝，實(shí)現(xiàn)了S元素的摻雜，提高了薄膜致密性和禁帶寬度，成功制備出雙層致密大晶粒結(jié)構(gòu)的CuIn(S,Se)2（CISSe）薄膜，并研究了熱處理溫度對(duì)薄膜物相、結(jié)構(gòu)和形貌的影響。以CuIn(S,Se)2薄膜為吸收層的薄膜太陽(yáng)電池器件，在AM1.5標(biāo)準(zhǔn)光照條件下，獲得了
6、6.2%的光電轉(zhuǎn)換效率。關(guān)鍵詞：低毒硫-胺溶液銅銦硒基薄膜單質(zhì)前驅(qū)物雙層結(jié)構(gòu)光伏應(yīng)用IABSTRACTI-III-VIchalcopyriteCuInSe2compounds,asthepromisingoptical-absorptionmaterials,haveimportantpositionandbroadprospectsfordevelopmentinthefieldofthin-filmsolarcells,duetotheiruniqueopticalandelectronicprop
7、erties.ThepreparationofCuInSe2thinfilmbynon-vacuumsolutionmethodisakindofthinfilmdepositiontechnologywhichhasbeendevelopedrapidlyinrecentyears,duetoitslowmanufacturingcost,simplecontrolofcompositionandstoichiometry,easyfilmformingandflexible,hasarousedwi
8、despreadconcerninthefieldofresearch.Atpresent,thehydrazinesolutionmethodasthefirstdevelopedsolutiondepositionprocess,hasachievedconsiderablesuccessinthefilmqualityandphotoelectricconversionefficiency.However,hydrazineispoi
