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烧结温度对掺杂CZTSe靶材性能的影响

2021-09-02沈文兴白平平童培云

材料研究与应用 2021年3期

沈文兴,白平平,童培云,朱 刘

国家稀散金属工程技术研究中心,先导薄膜材料(广东)有限公司,广东 清远 511517

随着世界人口的不断增长和经济的持续发展,人类社会对于能源的需求越来越大.其中以石油、煤炭等为代表的传统能源供应已经越来越难以满足日益增长的能源消耗.为此,新能源(太阳能、风能、地热能、生物质能、潮汐能等)的开发迫在眉睫[1].相对化石能源,新能源具有可再生、资源广泛等优点,有着巨大的发展前景.其中,太阳能作为新能源中最具有潜力的一种,已经成为研究的热点之一.

目前,CIGS薄膜太阳能电池备受关注,其最大转化率可达到21.7%[2],具有广阔的应用与研究前景.但是在地壳中In和Ga的储存量,限制了CIGS薄膜太阳能电池的广泛应用.因此,寻找新型廉价的替代材料成为研究热点.研究发现[3-4],CZT(S,Se)(Cu2ZnSn(S,Se)4)材料是非常具有潜力的薄膜太阳能电池吸收层材料.近年来,CZT(S,Se)材料的薄膜太阳能电池已成为太阳能电池邻域的研究热点之一.清华大学庄大明小组[5]研究表明:K的掺入可以使CIGS薄膜太阳能电池的转化效率从11.1%提高到14.9%,增加了34%;CZT(S,Se)材料的太阳能电池效率已经到了10%左右.大多数学者研究多着眼于CZTS材料,关于CZTSe材料的研究相对较少,而对于掺杂CZTSe材料的研究更为缺乏,故对烧结温度对掺杂CZTSe靶材的性能影响进行了研究,为后续实验工作提供一定的理论指导.

1 实验材料与方法

将纯度为4.5N的Cu∶Zn∶Sn∶Se四种元素单质按原子比20.1∶16.2∶12.5∶51.2进行配料,然后放入高压炉中进行合……

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