不同旋涂方式对铜锌锡硫硒薄膜及相应器件性能的影响

作者：余纳; 李秋莲; 胡兴欢; 刘信; 赵永刚; 陈玉飞; 周志能; 王书荣^*

来源：硅酸盐通报, 2023, 42(01): 302-309.

DOI：10.16552/j.cnki.issn1001-1625.2023.01.023

• Cu2ZnSn(S,Se)4
• 薄膜太阳电池
• 旋涂方式
• 光电转换效率
• 溶液法
• 硒化处理

晶体质量是决定铜锌锡硫硒(Cu2ZnSn(S,Se)4, CZTSSe)吸收层薄膜吸收效率的关键，旋涂是溶液法制备CZTSSe吸收层的第一步，因此旋涂方式的选择至关重要。为了探究不同旋涂方式对CZTSSe吸收层薄膜质量和相应器件性能的影响，分别采用三组不同的旋涂方式制备铜锌锡硫(Cu2ZnSnS4, CZTS)前驱体薄膜及CZTSSe吸收层薄膜，并利用X射线衍射仪(XRD)、能谱仪(EDS)、显微拉曼光谱仪(Raman)、场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)分析了不同旋涂方式对所制备的CZTSSe吸收层薄膜晶体结构、元素成分、相纯度、表面形貌的影响。同时，采用电流密度-电压(J-V)测试和外量子效率(EQE)测试对CZTSSe吸收层薄膜太阳电池的光电特性进行了表征。结果表明：旋涂7周期，且第一周期烘烤之前旋涂2次的效果最好，所制备的CZTS前驱体薄膜均匀，无裂纹，CZTSSe吸收层薄膜结晶度更高，薄膜表面更平整致密，晶粒大小更均匀，实现了9.63%的光电转换效率。通过对采用不同旋涂方式制备的器件的性能参数进行统计分析，得出新的旋涂方式可以提高CZTSSe薄膜太阳电池的可重复性，为将来可能的大规模商业化应用做铺垫。

• 单位
  云南师范大学