Cu2ZnSnS4/In2S3异质结的光伏特性及载流子输运机理研究
批准号:
61340051
项目类别:
专项基金项目
资助金额:
18.0 万元
负责人:
程树英
依托单位:
学科分类:
F0403.半导体光电子器件与集成
结题年份:
2014
批准年份:
2013
项目状态:
已结题
项目参与者:
俞金玲、翁臻臻、章杰、龙博、黄巍辉、廖洁、赵鹏毅、林斯乐
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中文摘要
因具有禁带宽度合适、吸收系数大、价廉、毒性小等优点,Cu2ZnSnS4(CZTS)薄膜太阳电池的研究受到极大关注,但它通常以有毒性的CdS作为缓冲层。为此,本项目提出以无Cd的In2S3为缓冲层,研究CZTS/ In2S3异质结的制备和光伏特性。拟利用真空蒸发法和硫化(或退火)工艺在玻璃基片上先后制备CZTS和In2S3薄膜,构建CZTS/In2S3异质结。探究薄膜的制备工艺对CZTS/ In2S3异质结的组成、微结构和光电性能的影响规律,阐明CZTS/In2S3异质结的界面特性、能带结构、载流子输运等问题。将基于第一性原理的理论计算与实验结果相结合,建立CZTS/In2S3异质结的能带结构模型。探索SLG/Mo/CZTS/ In2S3/ZnO:Al/Ni/Al太阳电池的制备工艺,研究器件膜层结构和参数对CZTS太阳电池性能的影响,以期获得性能优良的CZTS太阳电池。
英文摘要
Cu2ZnSnS4 (CZTS) thin film solar cells have attracted much reseach interests because CZTS has the following advantages: appropriate bandgap of 1.4-1.5eV, high theoretical conversion efficiency, large absorption coefficient,low cost and little toxicity. But the buffer layers of the CZTS solar cells are normally based on CdS semiconductors with toxic Cd. In this proposal, based on Cd-free In2S3 buffer layers,the preparation and photovoltaic properties of CZTS/ In2S3 heterjunctions will be investigated. The CZTS and In2S3 films will be deposited successively on glass substrates by vacuum evaporation and sulphurization (or annealing) to obtain CZTS/In2S3 heterjunctions. The influences of the preparation process on the constitutes,micro-structures and photoelectrical properties of the CZTS/ In2S3 heterjunctions will be explored. The interfacial characteristics, energy band diagram, and transportation mechanism of the carriers in the CZTS/ In2S3 heterjunction will be clarified. By combinating the theoretical simulation of the first-principle with the experimental results,the band alignment of the CZTS/In2S3 heterjunction will be established. The fabrication of SLG/Mo/CZTS/ In2S3/ZnO:Al/Ni/Al solar cells will be carried out, and the effects of the device structures and parameters on the performances of the CZTS solar cells will be studied in order to obtain CZTS solar cells with good quality.
因具有禁带宽度合适、吸收系数大、价廉、毒性小等优点,Cu2ZnSnS4(CZTS)薄膜太阳电池的研究受到极大关注,但它通常以有毒性的CdS作为缓冲层。本项目提出了以无Cd的In2S3为缓冲层,研究了CZTS/ In2S3异质结的制备和光伏特性。利用溶胶凝胶法(或真空热蒸发法)和硫化(或退火)工艺在玻璃基片上先后制备了性能良好的CZTS和In2S3薄膜,构建了CZTS/In2S3异质结。研究了薄膜的制备工艺对CZTS/ In2S3异质结的组成、微结构和光电性能的影响规律,分析和测量了CZTS/In2S3异质结的带阶,阐明了CZTS/In2S3异质结的界面特性、能带结构、载流子输运等问题。探索了SLG/Mo/CZTS/ In2S3/ZnO:Al/Ni/Al太阳电池的制备工艺,研究了器件膜层结构和参数对CZTS太阳电池性能的影响,制备出了一定转化效率的CZTS太阳电池。发表SCI收录论文4篇,申请专利2件,培养研究生3人,出席国内和国际重要学术会议5人次。
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Band alignment at the In2S3/Cu2ZnSnS4 heterojunction interface investigated by X-ray photoemission spectroscopy
X 射线光电子能谱研究 In2S3/Cu2ZnSnS4 异质结界面的能带排列
DOI:10.1007/s00339-014-8431-2
发表时间:2014-04
期刊:Appl. Phys. A
影响因子:--
作者:Lingyan Lin;Jinling Yu;Shuying Cheng;Peimin Lu;Yunfeng Lai;Sile Lin;Pengyi Zhao
通讯作者:Pengyi Zhao
The Optical and Electrical Characteristics of ZnS:In Thin Films Prepared by Chemical Bath Deposition Method
化学浴沉积法制备ZnS:In薄膜的光电特性
DOI:10.1149/2.0041411ssl
发表时间:2014
期刊:ECS Solid State Letters
影响因子:--
作者:Bo Long;Shuying Cheng;Haifang Zhou;Jie Liao;Hong Zhang;Hongjie Jia;Hongnan Li
通讯作者:Hongnan Li
Optical and Electrical Properties of Ag-Doped In2S3 Thin Films Prepared by Thermal Evaporation
热蒸发法制备Ag掺杂In2S3薄膜的光电性能
DOI:10.1155/2014/370861
发表时间:2014-01-01
期刊:ADVANCES IN MATERIALS SCIENCE AND ENGINEERING
影响因子:--
作者:Lin, Peijie;Lin, Sile;Jia, Hongjie
通讯作者:Jia, Hongjie
Effects of sulfurization temperature on phases and opto-electrical properties of Cusub2/subZnSnSsub4/sub films prepared by sol–gel deposition
硫化温度对Cu物相及光电性能的影响
DOI:--
发表时间:2014
期刊:Thin Solid Films
影响因子:2.1
作者:Bo Long;Shuying Cheng;Yunfeng Lai;Haifang Zhou;Jinling Yu;Qiao Zheng
通讯作者:Qiao Zheng
DOI:--
发表时间:2014
期刊:Thin Solid Films
影响因子:2.1
作者:Bo Long;Shuying Cheng;Yunfeng Lai;Haifang Zhou;Jinling Yu;Qiao Zheng;
通讯作者:
前背两界面阳离子掺杂调控柔性CZTSSe太阳电池性能的作用机制研究
- 批准号:--
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:--
- 批准年份:2024
- 负责人:程树英
- 依托单位:
基于柔性Mo衬底的无Cd环保型Cu2ZnSnS4薄膜太阳电池研究
- 批准号:61574038
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:60.0万元
- 批准年份:2015
- 负责人:程树英
- 依托单位:
SnS薄膜的掺杂改性及其在太阳电池上的应用
- 批准号:61076063
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:32.0万元
- 批准年份:2010
- 负责人:程树英
- 依托单位:
国内基金
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