电镀法在氧化铟锡上制备铜锌锡硫薄膜的光谱特征（英文）

低成本、环境友好的铜锌锡硫替代含贵金属和有毒金属的铜铟镓硒,是薄膜太阳能电池的最佳选择。电镀法是一种无需真空设备和靶材的低成本方法。一种更简单的制膜方法是在水溶液中共电镀沉积Cu-Zn-Sn(CZT)合金于FTO衬底上。采用氩气保护气氛下在550℃硫化电镀法制得的CZT合金前驱体,成功制备了CZTS薄膜。采用三电极体系将CZT合金前驱体电镀在FTO上,其中FTO作为工作电极,铂(Pt)网和Ag/AgCl分别作为对电极和参比电极。电解质由CuSO_4, ZnSO_4, SnSO_4,络合剂-三乙醇胺(TEA)和柠檬酸钠组成。前驱体在氩气保护气氛下550℃硫化得到CZTS薄膜。采用X射线衍射(XRD)、拉曼光谱、扫描电子显微镜(SEM)、紫外可见光光谱仪和光电化学测量(PEC)等方法,表征了CZTS薄膜的结构、形貌、成分和光谱学性质。XRD和拉曼光谱证明了550℃硫化后的CZTS薄膜具有锌黄锡矿结构。一个Raman主峰位于342 cm~(-1),两个Raman次强峰分别位于289和370 cm~(-1),这些峰位与锌黄锡矿CZTS的峰位相吻合。SEM结果证明优化后CZTS薄膜成分接近CZTS的理想化学计量比, CZTS薄膜中Cu/(Zn+Sn)和S/(Zn+Sn+Cu)分别为0.52和1.01,这表明CZTS薄膜中S的含量非常合适。PEC结果证实,采用前照射或后照射FTO/CZTS均产生光电流,并且两种照射下产生的光电流方向一致。通过紫外可见光光谱测量并由此计算出的CZTS能隙为1.45 eV。通过上述分析证明制备的CZTS薄膜具有高品质,可用于制备CZTS薄膜太阳能电池。