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《内蒙古大学》 2011年
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粉末涂敷法制备CuInS_2太阳电池光吸收层的研究

沙磊  
【摘要】:具有类黄铜矿结构的CuInS2属于直接带隙半导体材料,对可见光的吸收率很高,且对温度的变化不敏感,禁带宽度为1.50 eV,接近太阳电池吸收层材料的最佳禁带宽度(1.45 eV),因而是太阳电池有前景的光吸收层材料之一 本文采用粉末涂敷法制备CuInS2薄膜。采用两种方法制备前驱体料浆,一是利用感应熔炼制备的Cu-In合金和单质S粉为原料,两者混合后研磨得到前驱体料浆,二是利用CuS、In2S3为原料研磨制备前驱料浆。研磨后的料浆涂覆在玻璃衬底形成前驱体膜,前驱体膜在N2气氛中进行热处理,最终制备出了单一黄铜相结构、接近化学计量比的CuInS2薄膜。 采用感应熔炼的方法制备Cu-In合金,分析表明其表面是Cu11In9相,内部是Cu11In9和In混合物结构,合金内部不连续的富Cu区域和连续的富In区域交错分布。将Cu-In合金和S粉按Cu:In:S为1:1.2:3的比例混合,CuS和In2S3按Cu:In为1:1和1.2:1的比例混合,研磨24小时后,得到了粒度1μm左右的前驱料浆。两种比例的料浆经烧结后都可得到接近化学计量比的CuInS2薄膜。 烧结反应研究发现,反应烧结过程中,200℃开始出现CuInS2相,在400℃-450℃时,其它杂相消失,得到结晶程度良好,单一黄铜相结构的CuInS2薄膜。光学性质分析表明,400℃热处理得到的CuInS2薄膜吸收系数大于1×105cm-’,光学带隙在1.5 eV-1.7 eV之间,适合作为太阳电池吸收层。
【学位授予单位】:内蒙古大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TM914.4

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【参考文献】
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