研究目的
研究钼掺杂对Cu1.69ZnSnS4（CZTS）黄锡矿光伏器件性能的影响，重点关注微观结构、光电特性及器件效率。
研究成果
通过共溅射将钼掺入CZTS中，通过改善微观结构、降低电阻率、提高载流子浓度以及减少带尾效应来增强光伏性能。优化后的器件实现了5.49%的功率转换效率，证明了钼掺入对提高铜锌锡硫硒太阳能电池效率的潜力。
研究不足
该研究受限于共溅射和硫化工艺的技术约束、可能形成第二相的问题，以及需要优化钼掺杂水平以在不损害结晶度的前提下最大化器件性能。
1：实验设计与方法选择：
通过共溅射钼和非化学计量四元化合物靶材沉积含钼CZTS吸收层。在600°C下进行硫化处理以确认钼已掺入CZTS。
2：样品选择与数据来源：
采用镀钼钠钙玻璃(SLG)衬底。通过X射线衍射(XRD)、二次离子质谱(SIMS)和能量色散光谱(EDS)分析元素组成与分布。
3：实验设备与材料清单：
Denton Discovery 18磁控溅射系统、布鲁克D8 XRD系统、TOF-SIMS 4飞行时间二次离子质谱系统、VG ESCALAB 220i-XL X射线光电子能谱系统、JEOL JSM7600F场发射扫描电镜(FESEM)、JEOL JEM-2100F扫描透射电镜(STEM)、岛津UV-3600紫外-可见-近红外分光光度计、MicroXact A4P-200四探针系统。
4：实验流程与操作步骤：
SLG衬底清洗、钼溅射沉积、钼与CZTS共溅射、硫化处理、化学浴沉积(CBD)法生长CdS薄膜、ITO薄膜沉积、热退火、器件定义及顶部电极制备。
5：数据分析方法：
通过XRD进行结构与结晶度分析，SIMS进行元素深度剖析，XPS进行表面表征，FESEM和STEM进行截面成像，测量吸光度光谱、方块电阻及光伏性能评估。
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Bruker D8 XRD system
D8
Bruker
Used for structural properties and crystallinity analysis of Mo-incorporated CZTS films.
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JEOL JSM7600F field emission scanning electron microscope
JSM7600F
JEOL
Used for cross-section electron microscopy images.
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JEOL JEM-2100F scanning transmission electron microscope
JEM-2100F
JEOL
Used for high resolution cross-sectional images of the solar cells.
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UV-3600 Shimadzu UV–VIS-NIR spectrophotometer
UV-3600
Shimadzu
Used for absorbance spectra measurement.
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Denton Discovery 18 magnetron sputtering system
Discovery 18
Denton
Used for the deposition of Mo thin films and co-sputtering of Mo and CZTS targets.
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TOF-SIMS 4 time-of-flight secondary ion mass spectrometry system
TOF-SIMS 4
Used for elemental depth profiling of CZTS/CdS solar cells.
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VG ESCALAB 220i-XL X-ray photoelectron spectroscopy system
ESCALAB 220i-XL
VG
Used for surface characterization of CZTS film samples.
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MicroXact A4P-200 four point probe system
A4P-200
MicroXact
Used for sheet resistance measurement.
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