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cuinse2与cds薄膜的制备及其性能分析word格式论文

湘潭大学学位论文原创性声明本人郑重声明:所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得 的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包含任何其他个 人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集 体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承 担。作者签名:日期:年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校 保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和 借阅。本人授权湘潭大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库 进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。涉密论文按学校规定处理。作者签名:日期:年月日导师签名:日期:年月日摘要在全球气候变暖、人类生态环境恶化、常规能源资源短缺并造成环境污染的形 势下,太阳能具有取之不尽、用之不竭并且属于清洁能源等特点,成为解决能源短 缺、环境污染和温 室效应等问题的有 效途径。 在 众 多 光 伏 材 料 中 , 铜 铟 硒(CuInSe2,CIS)由于具有能够调整光学能隙、吸收率高(~6×105/cm)、抗辐射能力 强和长期的稳定性等特点,被认为最有发展前景的薄膜太阳能电池之一。CIS 的制备 方法多, 但电沉积方法因为其设备投资少,可大面积、连续、低温沉积等优点,成为 研究热点。本文从 CuInSe2/CdS 薄膜太阳能电池的基本结构出发来制备和研究其各薄膜材 料的性能。本论文采用电沉积方法制备 Cu/In 预置层薄膜材料,然后通过真空退火得 到 Cu11In9 合金相,再进行高温真空硒化而制备得到 CuInSe2 光吸收层。同时采用化 学水浴法(CBD)制备硫化镉(CdS)缓冲层材料。通过对制备出的各层薄膜材料进行测 试表征,研究了其结构、形貌、成分和光电等方面的特性。研究的主要内容如下:第一,通过运用电化学工作站测试分析了硫酸盐体系电沉积铟的工艺参数及电 沉积铟电极过程动力学及其成核机理。得出其沉积电位、pH 值和温度,及铟电沉积 经历了成核过程,电结晶的成核过程属于三维瞬时成核方式。第二,电沉积制备了光亮而且结晶致密的 Cu/In 多层薄膜,并研究了 Cu/In 多层 薄膜在不同退火温度下微观结构。结果表明:在 180℃退火得到了 Cu11In9 为主的相 结构,Cu/In 原子比约等于 1,组织结构和原子比符合理想的前驱体的要求,后硒化 得到了较单一的黄铜矿相结构。第三,化学水浴法(CBD)制备硫化镉 CdS 薄膜过程中,研究了制备工艺、退火 对薄膜性能的影响,并用分形理论及其该理论表征薄膜微观结构方面的研究。得出 了 CBD 镀液的组成及工艺条件,及退火对薄膜微观结构和性能的影响。总之,本文制备了 CuInSe2/CdS 薄膜,并研究了薄膜的相关性能,为实验室太阳能电池器件的制备做了前序基础准备工作。关键词:太阳能电池;Cu/In;电沉积;CuInSe2;CdSAbstractGlobal-scale energy and environmental issues have become increasingly prominent. Solar energy has the advantages of inexhaustible and clean energy, thus is effective solution to energy shortages ,environmental pollution and the greenhouse effect.Thin film solar cells combine the high conversion efficiency and the advantage of low cost.Meanwhile, copper indium diselenide (CuInSe2, CIS) is considered as the most promising materials for thin film solar cell application, owing to its ability to adjust opticalband gap, high optical absorption coefficient( ~ 6×105/cm), strong anti-radiationcharacteristics and long-term stability.In this thesis, eletrodeposition has attracted much attention because of its low cost, low

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