烧结氛围对铜锌锡硫硒薄膜性质的影响

摘要

Cu2ZnSn(S,Se)4薄膜太阳能电池吸收层的质量,受薄膜的烧结氛围影响,进而影响其电池器件的性能。利用溶液法,分别在氮气和空气两种氛围下制备Cu2ZnSn(S,Se)4吸收层薄膜,系统地研究烧结氛围对Cu2ZnSn(S,Se)4薄膜性质的影响。首先,采用甲胺水溶液和硫代乙醇酸的混合溶液为溶剂,依次溶解S、Sn、Zn和Cu单质,配制Cu2ZnSnS4前驱体溶液;然后,通过旋涂/烧结的方法,分别在氮气气氛和空气中制得Cu2ZnSnS4预制薄膜,进一步对预制薄膜进行高温硒化处理,得到两种氛围的Cu2ZnSn(S,Se)4薄膜;最后,经过XRD、Raman、SEM、C-AFM和I-V特性曲线等测试表征。结果发现:氮气气氛的Cu2ZnSn(S,Se)4薄膜晶粒尺寸较大、表面形貌更均匀、结晶性和导电率较高,薄膜质量相对更佳,说明氮气氛围更有利于制备适合于高性能电池器件的Cu2ZnSn(S,Se)4吸收层薄膜。