硫化物異質結的制備及光電性能的研究.pdf

1、太陽能可以利用的形式主要包括熱能利用、生物化學能利用、機械能利用以及光能的利用。其中利用太陽能的光生伏打效應來進行發(fā)電，即通常所說的太陽能電池，是目前利用太陽能的主要途徑之一。但是，目前限制太陽能電池發(fā)展的因素還有很多，例如制備工藝繁瑣、能耗高、成本高等。尋求一種簡單、無污染、低成本、低能耗的制備方法合成具有較好光電性能的半導體材料成為了太陽能電池研究的關鍵。本論文對硫化物異質結薄膜的制備進行了研究，并進一步地將其應用薄膜太陽能電池中，

2、對電池器件的性能參數進行了測試。本論文的主要研究內容歸納如下:
　　(1)在FTO導電玻璃基底上濺射一定厚度的金屬鎘薄膜，采用簡單的化學氣相沉積法一步合成了CdS納米結構薄膜。再通過超聲輔助，在室溫下經陽離子交換制備CdS/Ag2S異質結。詳細分析不同反應時間對產物薄膜的影響，并做了一系列的表征和光電性能測試。實驗結果表明CdS/Ag2S異質結薄膜致密，顆粒粒徑在200～400 nm之間，薄膜表現(xiàn)出增強的可見光吸收，其光電流密度為

3、30.0μAcm-2是CdS薄膜的2.3倍。通過CdS/Ag2S異質結薄膜與P3HT的雜化，組裝成無機-有機太陽能電池后，測得的電池性能參數為:開路電壓為0.082 V，短路電流密度為0.192 mAcm-2，填充因子為0.261，轉化效率為0.0046％，其光電轉換效率是CdS薄膜的2.4倍。
　　(2)在FTO導電玻璃基底上濺射一定厚度的金屬錫薄膜，采用簡單的化學氣相沉積法一步合成了SnS2納米結構薄膜。在SnS2薄膜上濺射不

4、同厚度單質錫，通過高溫固相反應生成SnS2/SnS p-n異質結薄膜。實驗結果表明SnS2/SnS異質結薄膜致密均勻無裂痕，在300～1000nm波長范圍內表現(xiàn)出很強的吸收，并且有很好的光電流響應。組裝成無機p-n結太陽能電池后，測得的電池性能參數為:開路電壓為0.159 V，短路電流密度為0.216mAcm-2，填充因子為0.17，轉化效率為0.006％，通過初步優(yōu)化器件，得到較優(yōu)的轉化效率為0.011％。
　　(3)同樣采用離