研究目的
研究硒化温度对ZnO/CdS/Cu2ZnSnSe4/Mo/玻璃太阳能电池光致发光和光致发光激发光谱的影响，并理解太阳能电池制备过程中电子性质的变化。
研究成果
太阳能电池加工过程会增强光致发光（PL）强度，并导致主导的P1能带发生蓝移，在500°C硒化处理时效果最为显著。这归因于非辐射复合中心的减少以及元素相互扩散形成新施主（如CdCu），具体程度取决于薄膜成分。复合机制仍为自由-束缚型，但补偿度增加，表明缺陷化学性质发生了变化。带隙和电势波动受加工过程的影响程度各异。
研究不足
本研究仅限于光学特性表征；由于钼背接触完全硒化等问题，并非所有样品都能进行电学测量。在高激发条件下，p-n结对光致发光光谱的影响可能并不完全显著。各工艺效应（如刻蚀与相互扩散）的具体本质难以区分。
1：实验设计与方法选择：
本研究通过在不同温度（450°C、500°C、550°C）下硒化金属前驱体制备CZTSe薄膜，随后进行太阳能电池加工，包括KCN蚀刻、化学浴沉积法制备CdS层以及直流磁控溅射法沉积ZnO/ZnO:Al层。采用光致发光（PL）和光致发光激发（PLE）光谱在低温环境（4.2 K至300 K）下分析光学特性。
2：2 K至300 K）下分析光学特性。 样本选择与数据来源：
2. 样本选择与数据来源：样本为Mo/玻璃衬底上的CZTSe薄膜，元素组成通过波长色散X射线微分析确定。数据包含受控条件下测量的PL与PLE光谱。
3：实验设备与材料清单：
设备包括单光栅单色仪、氩离子激光器（514 nm谱线）、闭循环氦气低温恒温器、铟镓砷光电倍增管（PMT）、液氦浴低温恒温器、卤钨灯及铟镓砷光电二极管。材料包含高纯度铜、锌、锡靶材、硒颗粒、KCN溶液、CdS、ZnO及Mo/玻璃衬底。
4：实验流程与操作步骤：
前驱体通过磁控溅射沉积并在快速热处理器中硒化。薄膜经KCN蚀刻后，采用化学浴沉积法制备CdS层，ZnO层通过溅射沉积。在不同温度与激发强度下测量PL和PLE光谱，并使用拟合函数分析光谱数据。
5：数据分析方法：
采用非对称双S型函数拟合PL光谱以确定带隙、势能波动深度及激活能等参数。通过分析激发强度与温度依赖性识别复合机制。
独家科研数据包，助您复现前沿成果，加速创新突破
获取完整内容-
monochromator
1 m focal length single grating
Dispersing light for PL and PLE measurements
-
laser
Ar+ laser, 514 nm line
Excitation source for PL measurements
-
cryostat
closed-cycle helium
Cooling samples for low-temperature measurements
-
photodetector
InGaAs photomultiplier tube (PMT)
Detecting PL signal
-
cryostat
liquid helium bath
Cooling samples for PLE measurements
-
lamp
halogen tungsten, 400 W
Excitation source for PLE measurements
-
photodetector
InGaAs photodiode
Detecting PLE signal
-
sputtering system
Nordiko 2000
Nordiko
Depositing metallic precursors
-
rapid thermal processor
Annealsys AS-One
Annealsys
Selenising precursors
-
登录查看剩余7件设备及参数对照表
查看全部
