cufes2吸收层zns缓冲层薄膜材料的制备及性能分析word格式论文.docxVIP

摘要化合物太阳能电池的吸收层和缓冲层作为太阳能电池器件主要材料，极大的影响光电转化效率，因而一直以来是该领域的研究热点。科学研究表明，材料的性能和应用不仅取决于本身的结构、晶型以及组成，而且其形貌和尺寸对材料的性能也起到决定性作用。CuFeS2和ZnS作为金属硫族化合物半导体纳米材料，由于其特殊的物理和化学性能而备受关注。目前针对CuFeS2和ZnS半导体材料的合成已经有很多的报道，但通过简单温和的溶剂热反应快速有效的合成化合物半导体材料鲜有报道；同时，针对传统的溅射成膜方法弊端，提出了一种新颖的有机固化成膜方法。综上，本文主要针对化合物半导体材料形貌控制的意义，同时针对半导体材料合成和成膜这两个问题，提出了自己的研究思路和方法。主要研究成果如下：1、CuFeS2纳米晶体的制备以及表征以硫脲、氯化铜和硫酸亚铁作为反应物，反应介质为无水乙二胺溶液，通过溶剂热法制备片状CuFeS2晶体，并分别讨论了时间、温度、PVP 条件对CuFeS2晶体结构、原子个数比、形貌以及光吸收性能影响，并加以分析产生原因。结果显示，温度和时间是晶体生长的必要因素，适当的反应温度和反应时间促进了晶体的生长和发育。适当的PVP作为表面活性剂由于本身具有表面吸附作用，能很好的改善团聚现象，综合三者最佳条件制备出了光吸收性能最佳的CuFeS2。2、ZnS 晶体的制备以及表征以硫脲、醋酸锌作为反应物，采用乙二胺作为反应介质，通过溶剂热法制备ZnS。分别讨论了时间、温度、PVP 添加质量对合成球状ZnS 的晶体结构、原子个数比、形貌以及光吸收性能影响，针对出现的现象加以适当解释。结果显示，温度和反应时间作为合成ZnS 的必要条件，适当的控制温度和时间，提高其晶体结构和形貌以及光吸收性能；适当质量的PVP作为模板和分散剂，其表面吸附作用，能有效的改善团聚效果，促进电子传输，提高光吸收性能。综合考虑制备了性能最佳的球状ZnS。3、CuFeS2和ZnS 薄膜的制备以及性能研究以环氧树脂和脂肪胺作为成膜物质，选取最优条件下合成的吸收层和缓冲层材料作为功能填料添加到树脂中，通过固化成膜方式制备了性能良好的薄膜材料，并对薄膜材料进行性能分析。结果显示，采用树脂固化成膜快速有效，而且整个体系性能变化不明显，光吸收性能基本不变。关键词：CuFeS2；ZnS；溶剂热；固化成膜；光吸收性能AbstractTheabsorberlayerandthebufferlayerofthecompoundsolarbatteryasthemainmaterialofthe solarbatterydevice，haslong been thehot researchfield. Scientific research shows thatthe performanceandapplicationofthematerialdependsnotonlyonthestructureitself,crystalformandcomposition, butalsomorphologyandsizeplayadecisiveroleintheperformanceofthematerial,CuFeS2andZnS asametalchalcogenidesemiconductornanomaterialshaveattractedmuchattentionbecauseofits specialphysicalandchemicalproperties,ForCuFeS2andZnSsemiconductormaterialssynthesishasa lotofreports,butfastandefficientsynthesisofcompoundsemiconductormaterialsthroughthe easy-to-moderate solvothermalreaction hasbeenreported rarely;and the drawbacksoftraditional sputteringfilm-formingmethod,anovelorganicfilmcuring.Insummary,Thisarticlefocusesonthe compoundsemiconductormaterialmorphologycontrolsignificance,andfocusethesetwoproblemsof semiconductormaterialssynthesisandfilm-forming,Proposingmyresearchwaysandmethods.The following are myresearch content:Preparation and