CuInSexS2-x和Cu2-xInxSn1-xSe3-x合金半导体纳米材料制备及表征

论文摘要

近年来,铜铟硒和铜铟硫两种半导体纳米材料,由于其在太阳能电池方面的应用,受到了广泛的关注。本文用价格低廉、更易得到的S元素取代CuInSe2中部分Se元素,既能改善CIS电池的光电性能,也能降低电池组件的成本,该合金CuInSexS2-x将会成为一种非常有前途的太阳能电池材料。本文用热注射法制备了CuInSeS2-x和Cu2-xInxSn1-xSe3-x两种合金,找到了最佳合成工艺,证明了其合金本质,做到了样品形貌和大小的可控,实现了带隙随着合金组成的变化在一定范围内可调。提出了用常温滴片制备CISS（CuInSexS2-x）薄膜的新方法,使用稀有气体保护退火法处理CISS薄膜,研究了薄膜基本性质,证明了该方法的可行性,探索了一种制备CISS薄膜的新方法。文中所用方法操作更加简单、毒性更小、成本更加低廉,更有利于工业化生产。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 第一章 引言
• 1.1 纳米概述
• 1.2 纳米粒子制备方法
• 1.2.1 水热/溶剂热法
• 1.2.2 溶胶-凝胶法（胶体化学法）
• 1.2.3 模板合成法
• 1.2.4 燃烧法
• 1.2.5 沉淀法
• 1.3 半导体器件发展
• 2研究进展'>1.4 CuInSe₂研究进展
• 2研究进展'>1.5 CuInS₂研究进展
• 1.6 Ⅰ-Ⅲ-Ⅵ2半导体薄膜的制备方法
• 1.6.1 真空共蒸发法
• 1.6.2 磁控溅射法
• 1.6.3 电化学沉积法
• 1.6.4 稀有气体保护退火
• 1.6.5 化学浴法
• 1.7 本论文的目的和意义
• 第二章 实验部分
• 2.1 实验药品
• 2.2 实验器材
• 2.3 实验装置图
• 2.4 表征方法
• 2.4.1 紫外-可见-近红外（UV-Vis-NIR）吸收光谱
• 2.4.2 能谱仪（EDX）
• 2.4.3 X-射线光电子能谱分析（XPS）
• 2.4.4 透射电子显微镜（TEM）
• 2.4.5 X射线粉末衍射（XRD）
• 2.4.6 红外光谱
• 2.4.7 台阶仪
• 2.4.8 四探针测试仪
• 2.5 工艺流程
• xS_2-x的合成与表征'>第三章 CuInSe_xS_2-x的合成与表征
• 3.1 实验内容
• 3.2 结果与表征
• 3.2.1 XRD结果分析
• 3.2.2 UV-Vis-NIR结果分析
• 3.2.3 能谱结果分析
• 3.2.4 TEM结果分析
• 3.3 本章小结
• xS_2-x配体交换及薄膜高温处理'>第四章 CuInSe_xS_2-x配体交换及薄膜高温处理
• 4.1 实验方法
• 4.2 结果与表征
• 4.2.1 XRD结果分析
• 4.2.2 EDX结果分析
• 4.2.3 NIR结果分析
• 4.2.4 膜厚
• 4.2.5 电阻
• 4.3 本章小结
• 2-xIn_xSn_1-xSe_3-x的合成与表征'>第五章 Cu_2-xIn_xSn_1-xSe_3-x的合成与表征
• 5.1 实验方法
• 5.2 结果与表征
• 5.2.1 XRD结果分析
• 5.2.2 TEM结果分析
• 5.2.3 EDX结果分析
• 5.2.4 XPS结果分析
• 5.3 本章小结
• 第六章 结论与展望
• 参考文献
• 致谢