共电沉积制备的Cu2ZnSnS4薄膜用于P-N结光伏器件及染料敏化太阳能电池

摘要： 采用一步电沉积法在氟/铟掺杂氧化锡（FTO/ITO）镀膜玻璃基底上沉积硫化铜锌锡（Cu?ZnSnS?/CZTS）薄膜，随后在含硫蒸气的氮气氛围中退火15分钟。X射线衍射和拉曼光谱证实形成了纯相Cu?ZnSnS?。通过场发射扫描电子显微镜分析薄膜表面形貌，紫外-可见光谱光学测量显示其吸收系数达10?-10? cm?1量级，光学带隙约1.48 eV。在ITO基底硫化镉薄膜上电沉积CZTS并退火后形成简易p-n结，该结的电流-电压特性呈现约0.9 V拐点电压，表明基于此结可制备具有优异开路电压（Voc）的太阳能电池。将FTO基底CZTS薄膜用作染料敏化太阳能电池（DSSC）对电极（CE），以验证其替代传统铂对电极的潜力。通过在1倍太阳光照射下测定I-V特性，对比评估了CZTS CE与铂电极DSSC的性能：该DSSC展现0.77 V开路电压、1.85 mA/cm2短路电流密度、70.4%填充因子及1%光电转换效率。