试论沉积铜锌锡硒薄膜太阳能电池相关材料

论文导读：接触层,通过制约气压溅射双层Mo膜,利用这种策略制备出的Mo不仅与玻璃衬底有很好的附着力,而且还有较低的电阻率,符合作为背接触层的要求；其次我们采取化学水浴法制备CdS薄膜,通过优化水浴温度、溶液浓度、沉积时间等工艺参数,沉积得到了均匀致密的CdS薄膜,适合作为Cu2ZnSnSe4薄膜电池的缓冲层；最后我们采取一步电沉积策略制备
摘要：Cu2ZnSnSe4薄膜是一种具有直接带隙的P型半导体材料,室温下禁带宽度为1.4～1.5eV,光吸收系数高达104cm-1,具有良好的光电特性,可以作为吸收层材料运用于薄膜太阳能电池中。本论文对Cu2ZnSnSe4薄膜太阳能电池的论述浅析、结构设计、材料探讨和制备等方面做了如下工作：首先我们采取直流磁控溅射法制备背接触层,通过制约气压溅射双层Mo膜,利用这种策略制备出的Mo不仅与玻璃衬底有很好的附着力,而且还有较低的电阻率,符合作为背接触层的要求；其次我们采取化学水浴法制备CdS薄膜,通过优化水浴温度、溶液浓度、沉积时间等工艺参数,沉积得到了均匀致密的CdS薄膜,适合作为Cu2ZnSnSe4薄膜电池的缓冲层；最后我们采取一步电沉积策略制备Cu-Zn-Sn预制膜,再经过自行搭建的硒化装置进行硒化处理制备Cu2ZnSnSe4薄膜,探讨了电解质浓度、沉积电位、热处理时间、热处理温度等工艺参数对薄膜的表面形貌、物相组成、化学成份等性能的影响和硒化反应的机理,主要的探讨结果如下：(1)探讨了一步电沉积制备Cu-Zn-Sn预制膜技术,优化了电沉积工艺参数,在电解质溶液浓度分别为19mmol/L硫酸铜、70mmol/L硫酸锌、10mmol/L四氯化锡、500mmol/L柠檬酸钠的条件下,保持硒源温度为300℃,衬底温度在550℃下硒化处理,制备出了纯净且符合化学计量比的P型黄锡矿结构的Cu2ZnSnSe4薄膜。(2)探讨了电沉积制备的Cu-Zn-Sn预制膜,在不同的衬底温度下硒化处理制备的Cu2ZnSnSe4薄膜的反应机理,初步明确了Cu2ZnSnSe4薄膜的生成历程。关键词：铜锌锡硒论文薄膜论文溅射论文电沉积论文硒化论文反应机理论文
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ABSTRACT6-7
致谢7-12
第一章 绪论12-24

1.1 引言12-13

1.2 太阳能电池进展介绍13-14

1.3 太阳能电池种类14-17

1.3.1 硅基太阳能电池14-16

1.3.2 无机多元化合物太阳能电池16

1.3.3 有机太阳能电池16-17

1.4 太阳能电池的工作原理及评价指标17-20

1.4.1 光吸收17

1.4.2 光生伏特效应17-18

1.4.3 评价指标18-20

1.5 Cu_2ZnSnSe_4薄膜太阳能电池的结构及制备策略20-22

1.5.1 Cu_2ZnSnSe_4薄膜太阳能电池的结构20-21

1.5.2 Cu_2ZnSnSe_4薄膜的制备策略21-22

1.6 Cu_2ZnSnSe_4薄膜性质及其电池的进展近况22-23

1.7 本论文的主要探讨工作23-24

第二章 实验设计与设备24-31

2.1 实验设计24-25

2.

1.1 背接触层Mo的制备案例24

2.

1.2 缓冲层CdS的制备案例24

2.

1.3 吸收层Cu_2ZnSnSe_4的制备案例24-25

2.2 实验设备25-26

2.1 真空镀膜设备25

2.2 电化学沉积设备25

2.3 硒化处理设备25-26

2.3 测试设备26-31

2.3.1 X射线衍射26-28

2.3.2 扫描电子显微镜28-29

2.3.3 拉曼光谱29

2.3.4 能量色散谱29-31

第三章 背接触层Mo及缓冲层CdS薄膜的制备31-39

3.1 衬底的选择及清洗31-32

3.2 Mo层的制备及表征32-34

3.3 化学浴沉积法制备CdS薄膜34-38

3.1 CdS的特性及作用34

3.2 化学浴沉积CdS薄膜的机理34-35

3.3 实验历程及结果浅析35-38

3.4 本章小结38-39

第四章 电化学沉积Cu_2ZnSnSe_4预制膜及硒化处理39-48

4.1 引言39

4.2 一步电化学沉积Cu-Zn-Sn预制膜及硒化39-43

4.

2.1 电化学浅析仪的工作原理39-41

4.

2.2 硒化原理及装置41

4.

2.3 恒电位法沉积Cu-Zn-Sn预制膜41-42

4.

2.4 不同配比Cu-Zn-Sn预制膜的硒化42-43

4.3 表征浅析43-47
4.

3.1 Cu_2ZnSnSe_4薄膜的表面形貌43-44

4.3.2 Cu_2Z论文导读：Cu-Zn-Sn预制膜在硒化历程中的结构和物象的演化51-575.4黄锡矿结构的Cu_2ZnSnSe_4薄膜的化学反应生成路径57-585.5本章小结58-59第六章全文总结59-60参考文献60-65攻读硕士学位期间发表的论文65上一页12
nSnSe_4薄膜的成份44-47

4.4 本章小结47-48

第五章 Cu-Zn-Sn预制膜的硒化机理探讨48-59

5.1 引言48

5.2 实验历程48-50

5.3 Cu-Zn-Sn预制膜的硒化机理探讨50-57

5.

3.1 Cu-Zn-Sn预制膜在硒化历程中的形貌及成份的演化50-51

5.

3.2 Cu-Zn-Sn预制膜在硒化历程中的结构和物象的演化51-57

5.4 黄锡矿结构的Cu_2ZnSnSe_4薄膜的化学反应生成路径57-58

5.5 本章小结58-59

第六章 全文总结59-60
参考文献60-65
攻读硕士学位期间发表的论文65