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通过SnSex + Se气氛中Cu/Zn金属层反应退火制备Cu2ZnSnSe4薄膜的反应机制
摘要： 采用两步法制备了Cu2ZnSnSe4（CZTSe）薄膜：先通过电沉积形成Cu/Zn金属堆叠前驱体，再在含Se+Sn的气氛中进行反应退火。我们研究了Se分压、SnSex（x=1,2）分压及退火温度对CZTSe薄膜形貌、结构和元素分布的影响。线扫描能谱（EDS）测量显示，在较高SnSex分压和较低退火温度条件下制备的CZTSe薄膜背吸收区存在富锌第二相。降低SnSex分压并提高退火温度可减少该富锌相。X射线衍射（XRD）和掠入射X射线衍射（GIXRD）测量证实CZTSe与Mo界面间存在极薄的MoSe2薄膜。这些测量表明工艺参数变化对第二相的形成与聚集具有显著影响。我们提出了CZTSe薄膜可能的反应机理。通过对SnSex分压和反应退火工艺进行初步优化，成功制备出效率为7.26%的太阳能电池。
关键词： 性及SnSex（x = 1,2）分压、退火温度、金属堆叠前驱体、Cu2ZnSnSe4（CZTSe）、电沉积
更新于2025-11-14 15:15:56
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利用硝酸盐和亚硒酸盐墨水合成Cu?ZnSnSe?作为太阳能电池吸收层材料
摘要： 本研究旨在确定两种可用于制造光伏电池的可接受前驱体及合成方法。通过两种低成本路线——金属硝酸盐直接溶解法和亚硒酸盐共沉淀法，采用铜、锌、锡、硒金属盐合成了具有太阳能电池应用前景的黄铜矿结构Cu2ZnSnSe4材料。两种方法均制得墨水，并采用刮刀涂布技术在镀钼玻璃基板上沉积成薄膜。薄膜在550°C烤箱中退火30分钟。通过X射线衍射和拉曼散射分析各薄膜物相，利用扫描电子显微镜观察形貌与厚度，采用紫外-可见光谱结合Tauc方程测定光学带隙。结果证实主要物相为沿(112)晶面取向的四方晶系黄铜矿材料，该结果与拉曼光谱数据一致——主要振动模式在173 cm-1和196 cm-1（A模特征峰）及243 cm-1（B模特征峰），均为黄铜矿典型特征。同时测得带隙值为0.89 eV。这些结果证明了亚硒酸盐共沉淀法合成黄铜矿材料的有效性，且未检测到杂相，证实该材料可用于太阳能电池领域。
关键词： 太阳能电池，Cu2ZnSnSe4，亚硒酸盐共沉淀法，刮刀涂布技术，黄铜矿结构
更新于2025-09-16 10:30:52
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透明导电氧化物与钼衬底上Cu2ZnSnSe4太阳能电池生长的对比研究
摘要： 通过共溅射后硒化处理，在镀有钼和透明导电氧化物（TCO）的钠钙玻璃衬底（如ZnO:Al和SnO2:F（FTO））上合成了Cu2ZnSnSe4（CZTSe）薄膜。本研究旨在探究TCO衬底对CZTSe生长、背面接触反应及太阳能电池电学性能的影响。结果表明，CZTSe的形貌受TCO背面接触影响。研究发现TCO能阻隔钠钙玻璃中的钠向CZTSe扩散，因此退火过程中较低的钠掺入量可解释不同TCO衬底上沉积CZTSe的晶粒尺寸差异。此外，证实了TCO与CZTSe间存在影响界面的化学反应。虽然钼衬底沉积的CZTSe基太阳能电池效率达8%，但FTO衬底沉积的电池效率降至2.3%，这归因于CZTSe/FTO界面形成的ZnO二次相导致背面接触处发生复合。
关键词： Cu2ZnSnSe4、背接触、钠扩散、透明导电氧化物、太阳能电池
更新于2025-09-12 10:27:22
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真空蒸发法制备的FTO/(Cu, Ag)2ZnSnSe4薄膜及其电化学分析
摘要： 采用热蒸发法在FTO基底上沉积了Cu2ZnSnSe4和Ag2ZnSnSe4薄膜，随后在300?C下退火2小时。XRD分析证实CZTSe和AZTSe薄膜均形成四方结构。通过主晶峰(112)向低角度2θ=26.1?（AZTSe）偏移确认了用Ag替代Cu的引入。拉曼光谱中186 cm-1和183 cm-1处的显著振动峰证实了CZTSe和AZTSe薄膜的形成，该技术还检测到SnSe作为第二相存在。光学光谱对比显示AZTSe薄膜在可见光区的吸收高于CZTSe薄膜，这归因于Ag的表面等离子体共振效应。AFM图像显示两种薄膜均呈金字塔结构。Mott-Schottky曲线表明FTO/CZTSe呈现p型导电性，而FTO/AZTSe薄膜为n型导电性，这种导电性差异源于Cu被Ag取代。通过标准三电极体系在多硫化物电极体系中测试光电化学电池(PEC)性能，对比开路电压Voc值可知AZTSe薄膜比CZTSe薄膜具有更高的Voc值，这对光伏应用至关重要。测得FTO/AZTSe薄膜的光电转换效率(PCE)为0.31%，而FTO/CZTSe约为0.29%。阻抗谱显示FTO/CZTSe和FTO/AZTSe薄膜均呈现半圆特征。
关键词： 莫特-肖特基、电化学阻抗、Cu2ZnSnSe4、光电化学电池、Ag2ZnSnSe4
更新于2025-09-09 09:28:46