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新型太阳能电池材料SnS薄膜的制备及结构分析

胡永红  
【摘要】: SnS无毒、环保,其光学直接带隙和间接带隙分别为1.2~1.5eV和1.0~1.1eV,与太阳辐射中的可见光有很好的光谱匹配,非常适合用作太阳能电池中的光吸收层,是一种很有潜力的太阳能电池材料。本文采用了多种方法制备SnS薄膜,并根据样品检测结果对这些方法进行了对比分析。 以三乙醇胺、硫代乙酰胺、氯化亚锡、氨水、氯化铵为反应物,采用常规化学浴制备SnS薄膜。在不同条件下制备样品,初步得到了制备SnS薄膜的优化条件,并研究了超声辅助手段对薄膜品质的影响。 以硫化钠、氯化亚锡为反应物,采用连续离子反应法制备了SnS薄膜。获得的优化工艺条件为:氯化亚锡的浓度是0.2M/l,硫化钠的浓度是0.1M/l。氯化亚锡溶液的反应温度是70℃,硫化钠溶液的反应温度是室温。 对常规化学浴的反应机理进行了分析。分析结果表明:反应物三乙醇胺的浓度、溶液的PH值对反应有很重要的影响,氯化铵的加入对溶液PH值有稳定作用。 采用SEM,XRD等手段对样品的结构和成分进行了表征。XRD结果显示 西安理工大学硕士学位论文 制备的SnS薄膜样品具有非晶和纳米晶结构。SEM结果显示用常规化学浴方法 所制备的薄膜样品的表面形貌与反应条件有关,而用超声波辅助化学浴和连续 离子反应法制备的薄膜样品的表面较之常规化学浴方法所得到的薄膜样品表面 晶粒细小均匀,致密平整。


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