论文部分内容阅读
四元化合物Cu2ZnSnS4是一种理想的太阳能电池吸收层材料,其禁带宽度与半导体太阳能电池所要求的最佳禁带宽度十分接近,具有大的吸收系数,另外元素来源丰富、污染小,从而成为太阳能电池吸收层的最佳候选材料。在过去20多年,多个研究组分别用各种方法如溶胶-凝胶、溅射沉积、喷雾热解、共沉积和软化学方法等方法成功制备出了Cu2ZnSnS4吸收层。并且光电转化率从1996年的0.66%提高至2010年的9.6%。本文旨在进一步发展和丰富水热合成技术并利用它制备Cu2ZnSnS4纳米晶,发展一种相对普适的合成路线。同时对合成的纳米结构进行了表征。具体工作如下：1. Cu2ZnSnS4(?)内米晶的制备。利用水热法以氯化亚铜(CuCl)、氯化锌(ZnCl2)、四氯化锡(SnCl4·5H2O)、硫脲为原料在200℃制备了Cu2ZnSnS4(?)内米晶。研究了反应时间和反应温度对产物的影响。2. Cu2ZnSnS4纳米材料结构表证。利用XRD、TEM、HRTEM和SAED对产物进行了表征。结果表明产物是直径为5-7nm多晶Cu2ZnSnS4颗粒。3. Cu2ZnSnS4(?)内米材料的光学特性。利用紫外-可见吸收光谱估算了产物的禁带宽度为1.7eV,大于相应体相和薄膜的禁带宽度(1.5eV)。Raman谱显示,相比体相和薄膜的Raman谱发生8cm-1红移。4.最后利用丝网印刷的方法初步制备出Cu2ZnSnS4薄膜。