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第十一届新型太阳能材料科学与技术学术研讨会

作者： Jinhong Lin Tong Wu Zi Wang Jun Zhao Shuo Chen Zhenghua Su Guangxing Liang Shenzhen University

The pure sulfides thin film solar cell such as cuZnSnS is recognized as a highly competitive photovoltaic material due to its earth-abundant and non-toxic constituent elements,environmentally friendly nature,and exceptional ***,the power conversion efficiency of such solar cells has remained stagnant at around 11%for years,compared to cuZnSn（S,Se）,which reaches approximately 15%The imperfect crystal quality of the absorbing layer and the severe non-radiative recombination in the heterojunction region constitute the primary factors impeding charge transport and overall *** these progress,firstly,with the substitution of Cd for Zn,cucdsns solar cells were fabricated,effectively suppressing cu -related point defects and defect *** addition,by optimizing an optimized sulfurization configuration and adopting a simple solution strategy by mixing Cl-based and Ac-based solutions,the device performance of CCTS thin film solar cells was effectively enhanced,resulting in the open-circuit voltage exceeding 660 mV,which is the highest open-circuit voltage in the CCTS thin film solar ***,based on the cuZnSnS solar cell,an investigation of the effect of SnS or SnS in the sulfurization process was carried out.A proper Sn atmosphere in the double zone sulfurization configuration inhabits the Sn loss and enhances the device's *** improvement was proposed by conducting the heterojunction heat treatment strategies to optimize the band matching at the *** approach provides solar cells with a PCE of 11.89%and a certified efficiency of 11.51%.The present study offers valuable insights into the heat treatment mechanism of heterojunctions in kesterite thin-film solar cells.

关键词： cu2cdsns4 cu2ZnSnS4 Open-circuit Voltage defects suppression heterojunction heat treatment

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胶体cu_2cdsns_4纳米晶的合成与其性质研究(英文)

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红外与毫米波学报 2012年第1期31卷 1-4页

作者：刘玉峰葛美英罗海瀚孙艳吴杰戴宁中国科学院上海技术物理研究所红外物理国家重点实验室上海200083

用简易的溶液化学方法合成了胶体cu2cdsns4纳米晶.透射电子显微镜(TEM),扫描电子显微镜(SEM),能谱(EDS),X射线衍射(XRD),X射线光电子谱(XPS)和UV-vis-NIR吸收光谱测试表明cu2cdsns4胶体纳米晶具有均一的尺寸分布和良好的结晶性,并具有... 详细信息

用简易的溶液化学方法合成了胶体cu2cdsns4纳米晶.透射电子显微镜(TEM),扫描电子显微镜(SEM),能谱(EDS),X射线衍射(XRD),X射线光电子谱(XPS)和UV-vis-NIR吸收光谱测试表明cu2cdsns4胶体纳米晶具有均一的尺寸分布和良好的结晶性,并具有四面体结构.纳米晶中cu/Cd/Sn/S的化学计量比约为2.07:0.75:1.26:3.92,cu、Cd、Sn和S四种元素的化学态分别为+1、+2、+4和-2价,与cu2 cdsns4分子式中的化学态一致.通过外推法估算cu2cdsns4纳米晶的禁带宽度为～1.3 eV.

关键词：胶体纳米晶 cu2cdsns4 光伏材料太阳能电池

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基于cu2Zn（Cd）SnS4及其异质结的光催化及光电转化性能研究

基于Cu2Zn（Cd）SnS4及其异质结的光催化及光电转化性能研究

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作者：徐晴枫安徽工程大学

学位级别：硕士

cuZn（Cd）SnS属于新型铜基四元半导体材料,具有原料丰富、价格低廉的优势,其优良的光敏能力使其在多个领域具有广泛的应用。作为1.1-1.5 e V的窄带隙半导体材料,cuZn（Cd）SnS能够有效吸收太阳光,因此可作为光催化及光电转化的材料。然... 详细信息

cuZn（Cd）SnS属于新型铜基四元半导体材料,具有原料丰富、价格低廉的优势,其优良的光敏能力使其在多个领域具有广泛的应用。作为1.1-1.5 e V的窄带隙半导体材料,cuZn（Cd）SnS能够有效吸收太阳光,因此可作为光催化及光电转化的材料。然而,光催化性能与材料的结构密切相关,大的比表面积有利于实现电荷的有效分离,制备分级结构材料是提升比表面积的一种有效策略;常见的溶液法制备的cuZn（Cd）SnS表面缺陷较多,导致电子-空穴对易于复合,直接影响催化性能,将它与其他催化剂复合以形成异质结可以有效延长光生电荷的寿命;此外,基于cuZn（Cd）SnS宽光谱吸收性能,广泛作为高效无机薄膜电池的光吸收层,但电池的制备成本较高。利用溶液技术在纳米维度构筑p-n异质结,是制备低价薄膜太阳电池的一种有效方式。本论文的具体内容分为以下三个部分:（1）用两步法合成500-600 nm花状分级结构的cucdsns（CCTS）,并首次将其应用于光降解孔雀石绿（MG）。以共沉淀法制备的球形CdSn（OH）作为前驱体,采用微波法制备了花状CCTS微纳结构晶体。CCTS的形成经历了CdSn（OH）与硫源配位,以PVP作为封盖剂的部分溶解后与cu结合,最后形成花状结构。结果表明:黄锡矿CCTS由于具有窄的带隙和较大的比表面积,对MG降解率可达90.29%,MG的降解经历了N-去甲基化、去除苯环和开环反应分解。（2）通过三步合成cuZnSnS（CZTS）/SnO异质结,首先利用溶剂热方法合成CZTS,再采用表面修饰剂修饰,最后合成尺寸约为10μm的CZTS/SnO异质结,并通过降解罗丹明B（RhB）,比较异质结与单一材料的性能差异。对异质结以及两种单一材料的晶相、微观结构、光学和表面性能进行表征。结果表明,使用巯基丙酸处理后的CZTS负载SnO明显增强了单一材料的吸光能力,降低光生电子-空穴对快速复合,增加表面负电荷,相对于单一物质对RhB光催化降解,异质结在120分钟可见光照射下可达到99.9%的降解率,约为CZTS降解效率的3.1倍,SnO降解效率的1.5倍,表明异质结明显提高催化性能。（3）分别选择cuZnSnS（CZTS）及cucdsns（CCTS）作为光吸收材料,基于溶胶-凝胶法制作了无机薄膜太阳电池。相比于CZTS,CCTS薄膜在400-800 nm的吸光能力更强,薄膜更加平整和致密。以该CCTS作为光吸收层,基于CCTS前驱液溶剂、CdS缓冲层制备方法以及空穴传输层种类等多因素筛选,结果发现,以乙二醇甲醚为溶剂,以微波与水浴法共同作用合成CdS层以及以及Spiro-OMeTAD为空穴传输材料能获得较高的太阳电池性能。

关键词： cu2cdsns4 cu2ZnSnS4 异质结光催化太阳电池

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Cd掺杂和硫化对cu2SnS3薄膜的结构和性能的影响

Cd掺杂和硫化对Cu2SnS3薄膜的结构和性能的影响

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第四届新型太阳能电池学术研讨会

作者：姜雨虹姚斌李永峰吉林大学

在本工作中,我们通过简单的溶液法制备了不同Cd掺杂浓度的cuSnS(CTS)薄膜,并对样品进行了封管硫化处理,研究了不同Cd掺杂浓度和硫化气氛对CTS薄膜结构和性能的影响。实验结果表明,我们制备出了带隙(Eg)为0.82 eV的面心立方相的CTS薄膜(C... 详细信息

在本工作中,我们通过简单的溶液法制备了不同Cd掺杂浓度的cuSnS(CTS)薄膜,并对样品进行了封管硫化处理,研究了不同Cd掺杂浓度和硫化气氛对CTS薄膜结构和性能的影响。实验结果表明,我们制备出了带隙(Eg)为0.82 eV的面心立方相的CTS薄膜(C-CTS);当Cd含量在4.18-13.38 at%的范围内时,C-CTS转变为具有面心四方结构的Cd掺杂CTS的固溶体(T-CTS:Cd);进一步将Cd含量提高到13.38和19.57 at%,除了T-CTS:Cd相外,CdS相析出。通过不同Cd掺杂浓度,我们可以实现对CTS带隙0.82-1.26 eV的调节。将预制膜硫化处理,可以实现CTS立方相向四方相的转变,并且当Cd含量为7.30-13.54 at%时,T-CTS:Cd会转变为cucdsns(CCTS)相;当Cd掺杂浓度为10.18-13.54 at%时,我们可以获得带隙为1.37 eV的纯相CCTS薄膜。综上所述,硫化可以改变CTS晶体结构,改善晶体质量,调节带隙。我们可以通过控制Cd含量以及硫化条件获得单相的C-CTS,T-CTS:Cd和CCTS薄膜,这三种薄膜都可以作为薄膜太阳能电池的吸收层。

关键词： cu2SnS3 cu2cdsns4 薄膜硫化溶液法

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