【摘 要】
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传统的薄膜电池采用CdS做缓冲层,但出于保护环境的角度不鼓励CdS材料的使用,因为它是有毒材料,而且窄的带隙(2.4eV)会减少光的短波透过率,为了提升电池对太阳光的充分利用需要一种更宽带隙的缓冲层,本文对无镉材料Zn(O,S)进行重点研究,Zn(O,S)不仅元素含量丰富且无毒,其宽的带隙(3.6eV)会提高短波透过率,电池通过吸收更多短波长的光提升其短路电流.本文通过化学水浴法制备Zn(O,S)
【机 构】
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南开大学光电子薄膜器件与技术研究所,天津,300071
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传统的薄膜电池采用CdS做缓冲层,但出于保护环境的角度不鼓励CdS材料的使用,因为它是有毒材料,而且窄的带隙(2.4eV)会减少光的短波透过率,为了提升电池对太阳光的充分利用需要一种更宽带隙的缓冲层,本文对无镉材料Zn(O,S)进行重点研究,Zn(O,S)不仅元素含量丰富且无毒,其宽的带隙(3.6eV)会提高短波透过率,电池通过吸收更多短波长的光提升其短路电流.本文通过化学水浴法制备Zn(O,S)薄膜,采用硫脲做硫源、ZnSO4做锌源,氨水做络合剂,在83℃水浴温度下反应一段时间后,经氨水刻蚀处理之后放入真空中进行退火,退火温度为150℃[1][2].研究退火对材料的影响,发现经过退火后材料的结构不变,仍未非晶态,而其光学特性在短波上变化明显,透射率提升,且平均在80％以上；反射率经过处理后平均下降到9％以下,说明退火处理能够改善薄膜的透过率,使更多的光进入吸收层.通过优化,将该缓冲层用到CZTSe电池中,减去了i-ZnO的使用,研制出结构为Al：ZnO/Zn(O,S)/CZTSe的CZTSe电池[3].当有效面积为0.34cm2时电池的最高效率为5.61％,开路电压为322mV,短路电流为35.7mA/cm2,填充因子为48.8％.
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