低成本、 环境友好的铜锌锡硫替代含贵金属和有毒金属的铜铟镓硒, 是薄膜太阳能电池的最佳选择。 电镀法是一种无需真空设备和靶材的低成本方法。 一种更简单的制膜方法是在水溶液中共电镀沉积Cu-Zn-Sn（CZT)合金于FTO衬底上。 采用氩气保护气氛下在550 ℃硫化电镀法制得的CZT合金前驱体, 成功制备了CZTS薄膜。 采用三电极体系将CZT合金前驱体电镀在FTO上, 其中FTO作为工作电极, 铂（Pt）网和Ag/AgCl分别作为对电极和参比电极。 电解质由CuSO4, ZnSO4, SnSO4, 络合剂-三乙醇胺（TEA）和柠檬酸钠组成。 前驱体在氩气保护气氛下550℃硫化得到CZTS薄膜。 采用X射线衍射（XRD）、 拉曼光谱、 扫描电子显微镜（SEM）、 紫外可见光光谱仪和光电化学测量（PEC）等方法, 表征了CZTS薄膜的结构、 形貌、 成分和光谱学性质。 XRD和拉曼光谱证明了550 ℃硫化后的CZTS薄膜具有锌黄锡矿结构。 一个Raman主峰位于342 cm-1, 两个Raman次强峰分别位于289和370 cm-1, 这些峰位与锌黄锡矿CZTS的峰位相吻合。 SEM结果证明优化后CZTS薄膜成分接近CZTS的理想化学计量比, CZTS薄膜中Cu/(Zn+Sn）和 S/(Zn+Sn+Cu)分别为052和101, 这表明CZTS薄膜中S的含量非常合适。 PEC结果证实, 采用前照射或后照射FTO/CZTS均产生光电流, 并且两种照射下产生的光电流方向一致。 通过紫外可见光光谱测量并由此计算出的CZTS能隙为145 eV。 通过上述分析证明制备的CZTS薄膜具有高品质, 可用于制备CZTS薄膜太阳能电池。

利用ZnS、SnS、CuS三种二元硫化物靶,分步溅射制备了铜锌锡硫(CZTS)薄膜, 并在不同温度下进行退火。研究了退火温度对薄膜晶体结构、组分、表面形貌及光学特性的影响。结果表明, 当退火温度为400 ℃时, CZTS薄膜中含有Cu2S及SnS等多种二次相; 随着退火温度的升高, 二次相的种类逐渐减少, 当退火温度为550 ℃时, 薄膜的表面平整致密, 二次相种类最少; 然而, 当退火温度为600 ℃时, 薄膜表面变得粗糙, 二次相种类增多。

以金属氯化物作为金属源,硫脲为硫源,乙二醇为溶剂,聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为表面活性剂,采用溶剂热法在较低反应温度下合成了Cu2ZnSnS4(CZTS)粉末。利用X射线衍射仪(XRD)、拉曼光谱(Raman)、扫描电子显微镜(SEM)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)对样品的结构和形貌进行表征。利用紫外-可见光谱(UV-Vis)对样品的光学性能进行研究。结果表明,180 ℃反应25小时的样品均为锌黄锡矿CZTS颗粒,颗粒形貌为表面花状的微球。当体系中PVP含量为0.2 g时,微球尺寸约为2.5 μm。当体系中PVP含量为03 g,0.4 g,0.5 g时,微球尺寸大约为1.1 μm。其中,PVP含量为0.4 g的样品分散性较好,在可见区有明显的吸收,用外延法得到其禁带宽度约为1.45 eV,与太阳能电池所需的最佳禁带宽度接近。

采用溶胶-凝胶非硫化方法制备了表面平整、致密的铜锌锡硫薄膜.XRD及Raman分析表明制备的铜锌锡硫薄膜为锌黄锡矿结构.能谱分析表明所有薄膜均贫铜富锌贫硫.场发射扫描电子显微镜测得薄膜的厚度在0.7μm左右.透射光谱表明随后退火温度的提高薄膜的光学带隙从2.13eV减小到1.52eV.