研究目的
研究硫合金化对采用水溶液喷雾热解法制备的Cu(In,Ga)(S,Se)?太阳能电池的影响。
研究成果
采用水热喷雾热解法制备的CIGSSe太阳能电池中，当S/(S+Se)比例为0.3时，S合金化使光电转换效率提升至10.89%，这归因于开路电压的提高和填充因子的改善。S合金化还能钝化复合中心并降低缺陷密度，尽管会引入更深能级的缺陷态。通过碱金属元素掺杂有望实现进一步的效率提升。
研究不足
由于超过该比例会导致多相形成，本研究将硫合金化限制在S/(S+Se)≤0.4范围内。虽然水系喷雾热解法具有低成本和可扩展性优势，但可能引入影响太阳能电池性能的杂质或缺陷。
1：实验设计与方法选择：
采用水基喷雾热解法，在镀钼玻璃上制备CIGS薄膜，前驱体溶液为氯化铜、氯化铟、硝酸镓水合物和硫脲溶于去离子水。后续进行硫硒化处理，在氮气气流下将硒硫混合粉末置于石英管内的石墨盒中。
2：样品选择与数据来源：
S/(S+Se)比例在0.0至0.4之间变化的CIGSSe吸收层。
3：0至4之间变化的CIGSSe吸收层。 实验设备与材料清单：
3. 实验设备与材料清单：自制超声喷雾系统、氮气载气、石墨盒、石英管、场发射扫描电镜（FE-SEM）、X射线衍射仪（XRD）、拉曼光谱系统、光致发光（PL）与时间分辨光致发光（TRPL）测量系统、J-V测试装置、外量子效率（EQE）测量装置、导纳谱测试装置。
4：实验流程与操作步骤：
430℃下喷雾沉积，550℃下硫硒化处理，化学浴沉积（CBD）法制备CdS缓冲层，射频磁控溅射法制备i-ZnO和ITO层。
5：数据分析方法：
FE-SEM分析形貌，EDS分析成分，XRD分析晶体质量，拉曼光谱分析振动模式，PL与TRPL分析少数载流子寿命，J-V测试评估太阳能电池性能，EQE估算带隙，导纳谱分析缺陷态。
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