从散装材料与硫胺溶剂混合物溶解的半导体薄膜的溶液沉积
Kristopher M Koskela1, Brent C Melot1, Richard L Brutchey1
1Department of Chemistry, University of Southern California, Los Angeles, California 90089, United States.
Journal of the American Chemical Society
|March 12, 2020
概括
研究人员开发了一种新方法,使用来自廉价前体的墨水制成薄膜的太阳能吸收材料博诺尼特 (CuPbSbS3). 这些片显示了太阳能电池应用的有希望的光电子特性.
科学领域:
- 材料科学
- 固态化学
- 可再生能源
背景情况:
- 目前正在探索具有可见光吸收和极性晶体结构的新型,稳定的太阳吸收器.
- 硫盐矿物Bournonite (CuPbSbS3) 对太阳能电池具有最佳的带隙,但缺乏广泛的合成和薄膜沉积文献.
研究的目的:
- 开发一种基于溶液的方法来合成纯相CuPbSbS3薄膜.
- 研究用于太阳能吸收器的溶液处理CuPbSbS3薄膜的光电子特性.
主要方法:
- 在室温和环境压力下在二元胺溶剂中溶解大量的矿和前体 (CuO,PbO,Sb2S3),形成墨水.
- 溶液沉积和油墨的回火,以产生CuPbSbS3薄膜.
- 薄膜的光学带间隙,吸收系数,移动性和载体度的特征.
主要成果:
- 通过使用胺溶剂混合物,从廉价的前体中成功制造出合成墨水.
- 通过溶液沉积和回火获得纯相CuPbSbS3薄膜.
- 这些膜具有1.24 eV的直接光带间隙,高吸收系数 (~10^5 cm^-1),以及适合太阳能吸收器的移动性和载体度.
结论:
- 溶液处理为合成高质量的CuPbSbS3薄膜提供了可行的途径.
- CuPbSbS3薄膜具有有利的光电子特性,使其成为下一代太阳能吸收器的有希望的候选者.
