發(fā)布時間：2024-10-05 10:08

　　眾多薄膜太陽能電池中,Ga As和Cu（In,Ga）Se₂（CIGS）已實現(xiàn)商業(yè)化,其光電轉(zhuǎn)換效率分別高達(dá)29.1%和23.35%。但Ga和In的稀缺以及As化合物的毒性限制了兩者大規(guī)模的生產(chǎn)和應(yīng)用。因此,尋找清潔無污染、光電效率高的半導(dǎo)體材料迫在眉睫。Cu₂Zn Sn（S,Se）₄（CZTSSe）的晶體結(jié)構(gòu)與CIGS相似,是直接帶隙半導(dǎo)體材料,其組成元素?zé)o毒且儲量豐富、光吸收系數(shù)高達(dá)10～4 cm^-1、禁帶寬度在1.0～1.5 e V內(nèi)連續(xù)可調(diào)、理論轉(zhuǎn)換效率高,這些特點使其成為極具發(fā)展?jié)摿Φ奈�收層材料之一。目�?CZTSSe薄膜太陽能電池的實驗室最高光電效率僅有12.62%,與其理論轉(zhuǎn)換效率（32.2%）存在較大差距,制約器件效率提升的主要原因在于CZTSSe電池器件中存在嚴(yán)重的開路電壓損耗。CZTSSe吸收層是電池器件的核心組成部分,其薄膜的質(zhì)量、成分和內(nèi)部缺陷等都影響器件的開路電壓,最終影響電池的光電轉(zhuǎn)換效率。CZTSSe材料的元素種類繁多且其相穩(wěn)定區(qū)域較窄,因此在薄膜制備過程中極易產(chǎn)生次生相和...

【文章頁數(shù)】：76 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 太陽能電池的研究背景及簡述
        1.1.1 太陽能電池的研究背景
        1.1.2 太陽能電池的基本工作原理
        1.1.3 太陽能電池的分類
    1.2 CZTSSe薄膜太陽能電池
        1.2.1 CZTSSe薄膜太陽能電池的形成
        1.2.2 CZTSSe薄膜太陽能電池的結(jié)構(gòu)
        1.2.3 CZTSSe薄膜太陽能電池的發(fā)展及現(xiàn)狀
    1.3 磁控濺射法制備CZTSSe薄膜太陽能電池
        1.3.1 磁控濺射法的基本工作原理
        1.3.2 磁控濺射法制備CZTSSe薄膜太陽能電池的研究現(xiàn)狀
    1.4 CZTSSe薄膜太陽能電池的吸收層硒化方式
        1.4.1 CZTSSe吸收層的成相和缺陷
        1.4.2 CZTSSe吸收層硒化方式的研究現(xiàn)狀
    1.5 目前存在的主要問題及研究思路
    1.6 論文的研究內(nèi)容及意義
第二章 基于四元單靶磁控濺射的CZTSSe薄膜太陽能電池
    2.1 引言
    2.2 實驗部分
        2.2.1 實驗試劑和儀器
        2.2.2 實驗過程
    2.3 結(jié)果與討論
        2.3.1 CZTS預(yù)制層的基本形貌與結(jié)構(gòu)
        2.3.2 無硒/有硒氛圍對吸收層薄膜性能的影響
        2.3.3 不同濺射功率對CZTSSe薄膜性能的影響
        2.3.4 不同硒用量對CZTSSe薄膜性能的影響
    2.4 本章小結(jié)
第三章 原位供硒后硒化法對CZTSSe薄膜的影響
    3.1 引言
    3.2 實驗部分
        3.2.1 實驗試劑和儀器
        3.2.2 實驗過程
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 堆疊的前驅(qū)體層和吸收層形貌的研究
        3.3.2 不同厚度的Se對 CZTSSe薄膜性能的影響
        3.3.3 不同退火溫度對CZTSSe薄膜性能的影響
    3.4 本章小結(jié)
第四章 高溫裂解硒對CZTSSe薄膜太陽能電池性能的影響
    4.1 引言
    4.2 實驗部分
        4.2.1 實驗儀器及試劑
        4.2.2 實驗過程
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 硒源的裂解溫度對CZTSSe薄膜性能的影響
        4.3.2 硒源加熱速率對CZTSSe薄膜性能的影響
    4.4 本章小結(jié)
第五章 總結(jié)與展望
    5.1 總結(jié)
    5.2 存在的問題與展望
參考文獻(xiàn)
碩士期間發(fā)表的論文與工作
致謝



本文編號：4007840