当前位置:问答库>论文摘要

题目:太阳能电池CuInSe2薄膜的制备及其性能研究

关键词:CuInSe2(CIS),化学沉积,薄膜,太阳能电池

  摘要

寻找廉价、清洁的新能源己成为当前人类面临的紧要课题之一。太阳能是一种清洁、安全的可再生资源。在众多光伏材料中,CuInSe2(简称为CIS)是一种直接带隙材料,光吸收系数高达105数量级,光电转换效率高。正因为这些优点使得CIS薄膜太阳能电池成为太阳能电池领域的研究热点。CIS材料的制备方法有:蒸发法、溅射硒化法、电沉积方法、化学沉积法。化学沉积方法因为其设备投资小,成膜质量好,可大面积、连续、低温沉积制备等优点,受到人们的广泛关注。论文首先用电化学沉积方法在铜箔上制备三维结构泡沫铜作为太阳能电池衬底,并利用X射线衍射和扫描电子显微镜对材料进行表征。在二次加强过程中,一次电沉积三维结构泡沫铜内部发生了一系列有利的结构变化,这些变化使得该材料的机械强度得到了提高,与基底的界面结合也得到了加强。然后,以氯化铜,三氯化铟、二氧化硒和络合剂柠檬酸钠的水溶液为镀液,在平面铜箔和三维结构泡沫铜衬底上采用化学沉积方法制备出太阳能电池薄膜材料CIS薄膜,对制备的薄膜进行热处理以提高薄膜的化学计量比。通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱仪((EDS)和紫外可见分光光度计(UV-VIS)等方法对CIS薄膜进行了详细的表征。研究表明利用化学沉积方法可以制备出黄铜矿结构的CIS薄膜,所制备的薄膜经过硒化退火结晶性能变好。随着柠檬酸钠浓度和热处理温度的增大,薄膜的结晶程度增强。用化学沉积方法在平面铜箔上制备的CIS薄膜,在室温下的光学禁带宽度Eg为0.98eV,光吸收系数达到3.8×104cm-1。在三维结构泡沫铜上制备的CIS薄膜,薄膜与衬底的结合力增强,光学性能得到提高,在室温下的光学禁带宽度Eg为1.04eV,光吸收系数达到4.3×104cm-1。