The effect of binary sulfides precursors with different value states on CZTS thin films
The effect of binary sulfides precursors with different value states on CZTS thin films
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不同值态二元硫化物前驱体对CZTS薄膜的影响
DOI：
10.1016/j.ceramint.2018.07.057
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发表时间：
2018-10
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
ZhiGao Huang
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
GuiLin Chen;WeiHuang Wang;PinYang Lin;HuiLing Cai;BinWen Chen;XiaoJuan Huang;JianMin Zhang;ShuiYuan Chen;ZhiGao Huang
在惰性氩气氛下，成功制备了四种混合二元硫化物纳米颗粒Cu2ZnSnS4（CZTS）薄膜。对比研究了不同值态的二元硫化物对CZTS薄膜的影响。通过x射线衍射（XRD）、拉曼衍射（Raman）和扫描电子显微镜（SEM），可以获得与值态无关的纯CZTS相。然而，使用不同值态的二元前驱体，可以观察到不同的CZTS结晶度和形貌。对Cu2S+ZnS+SnS2前驱体进行无硫气氛退火后，晶粒尺寸达到1 µm，表明二元硫化物前驱体的值态对CZTS生长起重要作用。这一结果也与我们的理论预测相吻合。结果表明，适当的Cu/Zn/Sn配比可使功率转换效率从0.09%（化学计量比）提高到0.55%（贫铜、富锌）。
In this work, Cu2ZnSnS4(CZTS) thin film was successfully prepared from four types of mixed binary sulfides nanoparticles under inert Ar atmosphere. A comparison study was conducted to explore the effect of binary sulfides with different value states on the CZTS thin films. Through X-ray diffraction (XRD), Raman and scanning electron microscopy (SEM), the pure CZTS phase can be obtained independent of the value states. However, distinguished crystallinity and morphology of CZTS were observed by using binary precursor with different value states. The grain size up to 1 µm was achieved by annealing (Cu2S+ZnS+SnS2) precursor without additional sulfur atmosphere, suggesting that value state of binary sulfides precursor play an important role in CZTS growth. This result also agrees well with our theoretical prediction. Finally, appropriate ratio of Cu/Zn/Sn was evidenced to yield an enhancement in power conversion efficiency from 0.09% (stoichiometric ratio) to 0.55% (Cu-poor, Zn-rich).
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