研究目的
研究Cu2SnS3（CTS）薄膜的结构、电子和光学特性，以探索其在太阳能电池中的潜在应用。
研究成果
研究表明，CTS是一种具有较大吸收系数的直接带隙半导体，使其成为薄膜太阳能电池潜在的替代吸收材料。在较高退火温度下获得的CTS单斜相因其优异的电子和光学特性，最适合光伏应用。
研究不足
本研究仅限于CTS薄膜的表征，未涉及完整太阳能电池器件的制备。由于计算成本较高，该计算研究未包含自旋轨道耦合效应及大尺寸密集k点网格。
1：实验设计与方法选择：
采用脉冲激光沉积（PLD）法制备CTS薄膜，通过XRD、拉曼光谱、紫外-可见-近红外光谱和扫描电镜进行表征，理论分析使用密度泛函理论（DFT）完成。
2：样品选择与数据来源：
按2:1化学计量比混合CuS与SnS粉末压制成片，在700°C下烧结12小时制得CTS块体。
3：实验设备与材料清单：
Nd-YAG激光器（266 nm波长，9 ns脉宽，5 Hz重复频率）、飞利浦X'pert PRO-PW X射线衍射仪、雷尼绍in Via共聚焦拉曼显微镜、珀金埃尔默Lambda 1050紫外-可见-近红外分光光度计、FEI Quanta FEG 200扫描电镜、Dektak XT光学轮廓仪。
4：实验流程与操作步骤：
通过透镜将激光束以45°入射角聚焦于块体进行烧蚀，沉积薄膜在不同温度氩气氛围中退火处理。
5：数据分析方法：
基于透射光谱计算光学吸收系数和带隙宽度，采用VASP软件结合HSE泛函执行DFT计算。
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UV–Vis-NIR spectrophotometer
PerkinElmer Lambda 1050
PerkinElmer
Measurement of transmittance spectrum
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Field emission scanning electron microscope
FEI Quanta FEG 200
FEI
Surface morphology and compositional analysis
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Nd-YAG laser
266 nm, 9 ns pulse width, 5 Hz repetition rate
Ablation of the target material for thin film deposition
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X-ray diffractometer
Philips X'pert PRO-PW
Philips
Analysis of crystal structure and phase identification
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Raman microscope
RENISHAW in Via confocal
RENISHAW
Raman spectroscopic measurements for phase confirmation
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Optical profilometer
Dektak XT
Measurement of film thickness
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