南京航空航天大学 材料科学与技术学院 江苏省能量转换材料与技术重点实验室, 南京 210016
采用电子束蒸镀预制层, 再对预制层进行硒化的两步法工艺, 通过调节硒化温度和退火时间, 在玻璃基底上成功制备了SnSe薄膜。利用X射线衍射、拉曼光谱、扫描电子显微镜、紫外可见近红外分光光度计等研究了SnSe薄膜的物相、微观形貌和光学性能。结果表明, 在450℃下硒化退火60min可制备出纯相的多晶SnSe薄膜, 其带隙为0.93eV。在功率为200mW/cm2的980nm激光照射下, 对SnSe薄膜进行了光电响应特性测试, 通过曲线模拟得出所制薄膜的响应时间和恢复时间分别为62和80ms。
薄膜 硒化条件 两步法 光电性能 SnSe SnSe thin film selenium condition two-step method photoelectric characteristics
1 南京航空航天大学 能源与动力学院, 江苏 南京 210016
2 南京航空航天大学材料科学与技术学院 江苏省能量转换材料与技术重点实验室, 江苏 南京 210016
采用共溅射法结合后硒化成功制备出CZTSSe薄膜, 主要研究了不同的硒化温度对CZTSSe薄膜与电池性能的影响。分别采用X射线衍射仪、拉曼光谱仪、扫描电子显微镜、紫外-可见-近红外分光光度计、霍尔效应测量仪及数字电源表对不同硒化温度下制备的CZTSSe薄膜的结构、形貌、光电与太阳电池性能进行了表征与分析。结果表明, 当硒化温度为580 ℃时, CZTSSe薄膜的结晶性最好, 薄膜表面均匀致密且其电阻率和载流子浓度达到最小值和最大值, 分别为1.57 Ω·cm和8.2×1017 cm-3, 该硒化温度下制备得到的CZTSSe太阳电池的短路电流和转换效率最高达到30.68 mA/cm2和5.17％。相对于550 ℃和600 ℃硒化温度下的CZTSSe太阳电池, 其光电转换效率分别提高了36％和6％。另外, 随着硒化温度的升高, CZTSSe薄膜在XRD中的(112)峰位和Raman中的A1模式振动峰位都向小衍射角和短波数方向移动, 薄膜的禁带宽度也从1.26 eV减小至1.21 eV。
铜锌硒硫硒 共溅射 硒化温度 电池性能 CZTSSe co-sputtering selenization temperature solar cell property
1 南京航空航天大学 材料科学与技术学院, 江苏省能量转化材料与技术重点实验室, 南京 211106
2 蚌埠工业设计院 浮法玻璃新技术国家重点实验室, 安徽 蚌埠 233018
采用低成本溶胶凝胶旋涂法制备了不同Mg含量的Zn1-xMgxO薄膜, 用其代替传统化学水浴法制备的CdS作为铜铟镓硒 (Cu(In,Ga)Se2, CIGS) 薄膜太阳电池的缓冲层材料.用X射线衍射仪、原子力显微镜、紫外可见吸收光谱和X射线光电子能谱仪等研究了Mg掺杂量对Zn1-xMgxO薄膜的结构、形貌、光学性能及Zn1-xMgxO/CIGS异质结之间能带排列的影响.结果表明: 所制备的Zn1-xMgxO薄膜均为非晶结构; 随着Mg掺入量的增加, Zn1-xMgxO薄膜的表面形貌由条纹状变为六方形纳米颗粒, 表面粗糙度由23.53 nm减小到1.14 nm; 光学带隙值由3.55 eV增大到3.62 eV; Zn1-xMgxO/CIGS之间的导带偏移值由+0.68 eV减小到-0.33 eV, 导带排列由“尖峰状”变为“悬崖状”; 当配制的溶液中Mg源和Zn源的摩尔比为0.1时, 所制备的Zn0.82Mg0.18O/CIGS之间的导带偏移值为+0.22 eV, 电池效率最高, 达5.83%.
薄膜 缓冲层 溶胶凝胶法 表面粗糙度 能带结构 导带偏移值 Thin films Buffer layers Sol-gel process Zn1-xMgxO Zn1-xMgxO Surface roughness Band structure Conduction band offsets
