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用于太阳能电池吸收层的p型Cu3BiS3薄膜的一步热蒸发法制备

DOI：10.1016/j.apsusc.2019.144597 期刊：Applied Surface Science 出版年份：2019 更新时间：2025-09-12 10:27:22
摘要： 三元硫化铜（尤其是铜铋硫化合物Cu-Bi-S）因其组成元素储量丰富且无毒，相比传统的铜铟镓硒和碲化镉薄膜，成为替代性太阳能吸收材料。本研究采用一步共蒸发法，以Cu2S和Bi2S3为原料，在室温至400°C的沉积温度范围内，将Cu-Bi-S薄膜沉积于钠钙玻璃基底上。X射线衍射分析证实富铜薄膜中以Cu3BiS3为主相，且随沉积温度升高，薄膜结晶质量显著改善。400°C沉积的薄膜实现了1.4 eV的光学带隙，其霍尔迁移率达3.95 cm2/V·s，载流子浓度为7.48×1016 cm-3。将375°C和400°C沉积的Cu3BiS3薄膜应用于超薄衬底太阳能电池结构（玻璃/ITO/n-CdS/p-Cu3BiS3/Al）。
作者： Arshad Hussain，Jing Ting Luo，Ping Fan，Guangxing Liang，Zhenghua Su，R. Ahmed，Nisar Ali，Guillaume Zoppi，Qiuping Wei，Shabbir Muhammad，Aijaz Rasool Chaudhry，Yong Qing Fu
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

研究Cu3BiS3薄膜作为太阳能吸收材料的潜力，因其组成元素储量丰富且无毒，并评估其结构、光学和电学特性在太阳能电池应用中的表现。

研究成果

采用热蒸发法成功制备了Cu3BiS3薄膜，其光电性能随生长温度升高而提升。该薄膜展现出适合太阳能电池应用的光学带隙、电导率和载流子浓度。初步器件测试显示光伏效应，表明Cu3BiS3具有作为太阳能吸收材料的潜力。

研究不足

该研究受限于CdS与Cu3BiS3层之间的沉积工艺和带隙匹配问题，这可能影响太阳能电池器件的性能。需进一步优化以改善界面特性并降低载流子复合。

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