共溅射法制备Zn元素梯度分布Cu2ZnSnS4薄膜

摘要：

Cu(In,Ga) Se2(CIGS)薄膜太阳能电池目前普遍采用具有In,Ga元素梯度的吸收层薄膜,这是由于吸收层中金属元素的梯度分布,使得吸收层形成梯度带隙结构,该结构会降低吸收层体内以及界面处的载流子再复合速率,有效提高电池的短路电流(Jsc),同时,宽带隙结构也有利于提升开路电压(Voc).Cu2ZnSnS4(CZTS)是CIGS的优选替代材料,且CZTS薄膜电池与CIGS具有相似的结构,所以构建梯度结构可作为优化CZTS电池性能的有效手段,但是目前具有元素梯度的CZTS薄膜太阳能电池的报道仍极为匮乏.已有研究表明,CZTS的晶体结构对化学计量比有一定的容忍性,CZTS中金属元素含量的变化能影响材料的禁带宽度,这为梯度带隙结构CZTS薄膜的制备提供了可能性.鉴于此,本研究采用共溅射技术,通过控制靶材的溅射功率渐变来实现薄膜中金属元素的梯度分布,最终制备出具有元素梯度的CZTS吸收层薄膜.整个过程既不引入额外元素,工艺又相对简单可控,具有较强的可行性.

关键词：Cu2ZnSnS4薄膜、元素梯度、梯度带隙结构、共溅射

所属期刊栏目：42

分类号：TK91

资助基金：国家自然科学基金项目50961008

在线出版日期：2019-01-12（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共6页

页码：1281-1286