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摘要
为了验证采用金属单质靶与硫属化合物靶混合溅射法制备Cu2Sn S3(CTS)薄膜及太阳电池的可行性,在镀钼的钠钙玻璃上通过磁控溅射Sn和Cu S靶制备CTS预制层后,再经过低温合金化和高温硫化过程制备CTS薄膜,研究了硫化过程中不同升温速率对CTS薄膜表面形貌的影响。采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)及配属的能谱仪(EDS)、拉曼散射(Raman)对薄膜的晶体结构、表面和截面形貌、薄膜组分、物相进行表征分析,利用紫外-可见光光度计和霍尔测试系统表征了薄膜的光电特性。在硫化升温速率为35℃/min的条件下,获得了表面致密平整且纯相的单斜结构CTS薄膜,并用CTS薄膜制备了太阳电池。随后在标准测试条件(AM1.5,100 m W/cm2,300 K)下采用KEITHLEY的2400数字源表测试了电池的I-V特性,其开路电压为299 m V,短路电流密度为16.6 m A/cm2,光电转换效率为1.18%。结果表明,采用磁控溅射金属单质靶Sn与硫属化合物靶Cu S有望制备出高效CTS薄膜太阳电池。
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