方毅， 赵文宁， 韩修训

（江西理工大学材料冶金化学学部，江西 赣州341000）

Cu3BiS3的组成元素在地壳中含量丰富、无毒，其直接光学带隙在1.5 eV 左右， 接近太阳能高效转换的最佳值，具有高光吸收系数（α＞104cm-1），能够在较薄的吸收层内实现充分的光吸收，而且材料形成温度低（200～300 ℃），是一种极具潜力的太阳能电池的吸收层材料[1-3]。 然而，目前关于Cu3BiS3材料的研究报道主要集中在材料制备与表征方面[4-14]，Cu3BiS3太阳能电池器件的相关报道非常少[15-17]。 2018 年，我们课题组采用一步溶液法制备了纯相的Cu3BiS3薄膜，并首次组装薄膜太阳能电池器件，得到了0.17%的光电转换效率[18-19]。 迄今为止，Cu3BiS3太阳能电池的最高转换效率报道也仅为1.7%[17]， 远低于其他类型的太阳能电池。

目前关于Cu3BiS3太阳能电池器件的研究尚处于初始阶段，器件结构基本参照CIGS[20]、CZTS[21]薄膜太阳能电池， 包括 Mo 基底、Cu3BiS3吸收层、CdS 缓冲层、ZnO/ITO（氧化铟锡）及 Al 顶电极几部分。 其中，Cu3BiS3与CdS 薄膜构建的P-N 异质结是器件的核心结构，对器件的性能起到关键性的作用。因此，本文分别通过旋涂层数及化学浴沉积时间来调控Cu3BiS3及 CdS 薄膜厚度， 深入探讨 Cu3BiS3与 CdS薄膜厚度对器件性能的影响机制及规律，为制备高效率Cu3BiS3薄膜太阳能电池器件奠定基础。

1 实 验

1.1 Cu3BiS3 薄膜的制备

氯化铋（BiCl3）、氯化亚铜（CuCl）、硫脲（CH4N2S）与二甲基亚砜（C2H6OS，DMSO）均为分析纯试剂，购于阿拉丁生化科技股份有限公司。 将2.28 g CH4N2S加入到10 mL DMSO 中，搅拌30 min，然后再分别加入 1.05 g BiCl3及 0.99 g CuCl，搅拌 12 h，即得到前驱体溶液。

在氮气氛围的手套箱中， 将配制的前驱体溶液旋涂在预先清洗干净的钠钙玻璃及钼玻璃基底上。……