学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

太阳能电池材料Cu_2ZnSnS_4纳米晶的水热合成和表征

作　者: 程晨
导　师: 王春瑞
学　校: 东华大学
专　业: 等离子体物理
关键词: 纳米材料太阳能水热法 Cu2ZnSnS4 光电性能丝网印刷
分类号: TB383.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 150次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

四元化合物Cu2ZnSnS4是一种理想的太阳能电池吸收层材料,其禁带宽度与半导体太阳能电池所要求的最佳禁带宽度十分接近,具有大的吸收系数,另外元素来源丰富、污染小,从而成为太阳能电池吸收层的最佳候选材料。在过去20多年,多个研究组分别用各种方法如溶胶-凝胶、溅射沉积、喷雾热解、共沉积和软化学方法等方法成功制备出了Cu2ZnSnS4吸收层。并且光电转化率从1996年的0.66%提高至2010年的9.6%。本文旨在进一步发展和丰富水热合成技术并利用它制备Cu2ZnSnS4纳米晶,发展一种相对普适的合成路线。同时对合成的纳米结构进行了表征。具体工作如下：1. Cu2ZnSnS4(?)内米晶的制备。利用水热法以氯化亚铜(CuCl)、氯化锌(ZnCl2)、四氯化锡(SnCl4·5H2O)、硫脲为原料在200℃制备了Cu2ZnSnS4(?)内米晶。研究了反应时间和反应温度对产物的影响。2. Cu2ZnSnS4纳米材料结构表证。利用XRD、TEM、HRTEM和SAED对产物进行了表征。结果表明产物是直径为5-7nm多晶Cu2ZnSnS4颗粒。3. Cu2ZnSnS4(?)内米材料的光学特性。利用紫外-可见吸收光谱估算了产物的禁带宽度为1.7eV,大于相应体相和薄膜的禁带宽度(1.5eV)。Raman谱显示,相比体相和薄膜的Raman谱发生8cm-1红移。4.最后利用丝网印刷的方法初步制备出Cu2ZnSnS4薄膜。

全文目录

摘要  5-7
ABSTRACT  7-11
1 绪论  11-15
2 背景知识及基本原理  15-33
  2.1 引言  15-16
  2.2 纳米材料简介  16-29
    2.2.1 纳米材料的发展  16-17
    2.2.2 纳米材料的特性  17-21
    2.2.3 纳米材料的分类  21-22
    2.2.4 纳米材料的性质  22-24
    2.2.5 纳米材料的用途  24-26
    2.2.6 纳米材料表征及性能研究的常用分析手段  26-27
    2.2.7 纳米材料的制备方法  27-29
  2.3 水热法简介  29-32
    2.3.1 水热法及其反应机理  29-30
    2.3.2 水热反应特点  30
    2.3.3 水热反应的影响因素  30-32
  2.4 本文的选题背景、研究内容及意义  32-33
3 水热条件下Cu_2ZnSnS_4纳米材料的制备  33-37
  3.1 引言  33-35
    3.1.1 Cu_2ZnSnS_4是纳米材料简介  33
    3.1.2 Cu_2ZnSnS_4纳米材料研究现状  33-34
    3.1.3 本文的研究内容及目的  34-35
  3.2 实验部分  35-37
    3.2.1 实验原料  35
    3.2.2 实验过程  35-36
      3.2.2.1 实验内容  35
      3.2.2.2 实验步骤  35-36
    3.2.3 样品测试与表征  36-37
4 实验结果与讨论  37-42
  4.1 XRD衍射花样  37
  4.2 TEM和HRTEM表征  37-38
  4.3 紫外—可见吸收光谱  38-39
  4.4 拉曼光谱  39-40
  4.5 可能生长机理  40-42
5 丝网印刷制备Cu_2ZnSnS_4纳米薄膜  42-49
  5.1 丝网印刷概述  42-46
    5.1.1 丝网印刷的原理  42-43
    5.1.2 丝网印刷法的特点  43-44
    5.1.3 丝网印刷法的应用  44
    5.1.4 手动丝网印刷的印刷  44-46
  5.2 丝网印刷法制备Cu_2ZnSnS_4薄膜  46-48
    5.2.1 Cu_2ZnSnS_4印刷浆料的制备  46
    5.2.2 衬底的处理  46
    5.2.3 Cu_2ZnSnS_4薄膜的印刷  46-47
    5.2.4 影响薄膜质量的一些因素  47-48
  5.3 Cu_2ZnSnS_4薄膜的表面特征  48-49
6 结论与展望  49-51
  6.1 本论文的创新之处  49
  6.2 有待进一步研究的问题  49-51
参考文献  51-58
在读期间发表的学术论文与取得的研究成果  58-59
致谢  59

太阳能电池材料Cu_2ZnSnS_4纳米晶的水热合成和表征

内容摘要

全文目录

相似论文