预制层中Zn和ZnS对CZTS薄膜太阳电池的影响  

Effect of Zn and ZnS in the Precursor on Sputtered CZTS Thin Film Solar Cells

作　　者：杨敏[1] 王书荣[1] 蒋志[1] 李志山[1] 刘思佳[1] 陆熠磊 唐语[1] 

机构地区：[1]云南师范大学太阳能研究所,教育部可再生能源材料先进技术与制备重点实验室,昆明650500

出　　处：《人工晶体学报》2016年第5期1342-1347,共6页Journal of Synthetic Crystals

基　　金：国家自然科学基金(61167003,61176127)

摘　　要：采用磁控溅射后硫化的方法制备Cu_2ZnSnS_4(CZTS)薄膜,分别用Zn和Zn S作为锌源,在镀钼的钠钙玻璃衬底上以Zn(或Zn S)/Sn/Cu的顺序制备出不同的CZTS薄膜预制层。首先对预制层进行低温合金,然后以硫粉作为硫源进行高温硫化,得到CZTS薄膜。通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)及能谱仪(EDS)分别对所制备薄膜的晶体结构、表面形貌和薄膜组分进行分析表征;并用拉曼光谱表征了CZTS相的纯度。最后用CZTS薄膜制备了太阳电池,发现在预制层中以Zn S作为锌源得到的太阳电池有较高的性能参数,其开路电压:Voc=651 m V,短路电流密度:Jsc=11.4 m A/cm2,光电转换效率达到2.8%。Cu_2ZnSnS_4（CZTS） thin films were prepared by sulfurization of RF magnetron sputtered Zn（or Zn S）/Sn/Cu precursors on Mo-coated soda lime glasses.The precursors with two different zinc sources（Zn or Zn S） were soft annealed and then sulfurized under high temperature in sulphur vapour.The crystal structure,surface morphology and composition of films were characterized by X-ray diffraction（XRD）,scanning electron microscope（SEM） and energy dispersive spectrometry（EDS） respectively.In order to identify the purity of CZTS thin films,Raman spectroscopy was used.CZTS solar cell with Zn S/Sn/Cu precursor obtained the better performances,which show an open-circuit voltage of 651 m V,a short-circuit current density of 11.4 m A/cm2 and a photo-electric conversion efficiency of 2.8%.

关 键 词：铜锌锡硫(CZTS) 薄膜太阳电池 磁控溅射 硫化 

分 类 号：TK51[动力工程及工程热物理—热能工程]