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硫化锑(Sb2S3)是一种V-Ⅵ族硫化物半导体,毒性低且价格便宜。Sb2S3吸光系数(α≈105 cm-1)较高,带隙宽度(1.5-2.2 eV)适中,覆盖了大部分可见光光谱,因此被视为最有希望得到广泛应用的太阳能电池材料之一。目前,Sb2S3薄膜大多作为吸收层或过渡层应用于有机-无机杂化太阳能电池,已获得了7.5%的光电转换效率。其制备方法主要为化学浴沉积法,但该方法得到的多为非晶态或颗粒膜,存在较多缺陷,限制其效率的进一步提高。因此开发一种晶化良好、结构新颖且简单低耗的Sb2S3薄膜的制备方法对探索其太阳能电池应用具有重要意义。本文采用简单的水(溶剂)热方法在ITO衬底上制备结晶质量良好、形貌新颖的Sb2S3薄膜,并组装了Sb2S3薄膜太阳能电池。具体内容如下:(1)细胞状Sb2S3薄膜的制备及其光电性能研究。采用溶剂热法使用乙醇和去离子水混合溶液作为溶剂,结合热处理过程制备Sb2S3薄膜。分析了反应时间、温度以及醇水比例等条件对薄膜晶体结构及形貌的影响,并探讨了薄膜的生长机理。研究结果表明,Sb2S3薄膜的带隙宽度为1.61.7 eV,在可见光范围内具有良好的光吸收性能;光电化学测试结果也显示Sb2S3薄膜具有优良的光电特性,适宜作为太阳能电池材料。(2)网状Sb2S3薄膜的制备和Sb2S3/PbS薄膜太阳能电池性能研究。本文采用简单的一步水热反应过程在ITO衬底制备网状Sb2S3晶体薄膜。Sb2S3带隙值约为2.2 eV。对不同反应阶段的样品结构及形貌进行表征分析,探讨薄膜的生长机理。研究结果表明反应温度和时间均影响网状薄膜的形成,PVP-K 30可以控制反应速率和促进薄膜的取向生长,对网状薄膜形成起到关键作用。在此基础上,组装的Sb2S3/PbS薄膜太阳能电池结构简单、稳定性较好,光电转换效率为0.025%。