【摘 要】
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二氧化钛(TiO2)具有无毒、廉价、高化学惰性和光稳定性以及适当的能级结构等特点,被认为是一种非常具有发展前途的太阳能电池材料.但由于其禁带宽度较大,只能吸收波长小于400nm的紫外光,极大地限制了对太阳光的利用率.铜锌锡硫(Cu2ZnSnS4)作为一种优秀的p型四元硫族化合物半导体,具有匹配于太阳光谱的禁带宽度(1.5eV),较高的光吸收系数(＞104cm-1),环境友好且组成元素在地壳中含量丰
【机 构】
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安徽大学物理与材料科学学院,信息材料与器件安徽省重点实验室,合肥,230601
【出 处】
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第十四届长三角科技论坛暨第十届华东真空学术交流会
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二氧化钛(TiO2)具有无毒、廉价、高化学惰性和光稳定性以及适当的能级结构等特点,被认为是一种非常具有发展前途的太阳能电池材料.但由于其禁带宽度较大,只能吸收波长小于400nm的紫外光,极大地限制了对太阳光的利用率.铜锌锡硫(Cu2ZnSnS4)作为一种优秀的p型四元硫族化合物半导体,具有匹配于太阳光谱的禁带宽度(1.5eV),较高的光吸收系数(＞104cm-1),环境友好且组成元素在地壳中含量丰富(Cu,50ppm;Zn,75ppm;Sn,2.2ppm)等优点,与TiO2复合后,极大地提高了TiO2光阳极的光电化学性能.利用水热法、连续离子层吸附技术以及硫气氛退火处理,成功制备了Cu2ZnSnS4/TiO2纳米棒复合阵列薄膜,并对其结构组成、光学及光电化学性能进行了详细研究.结果表明,改性后的光阳极有效地促进了光致载流子的传输,降低了电子空穴对的复合速率,从而提高了可见光吸收性能和光电化学性能.其优异的性能是由于Cu2ZnSnS4的高吸收系数和窄带隙,以及形成的type-Ⅱ型纳米异质结构.另外,用ZnS进行表面钝化可以进一步提升其光电化学性能.
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