电沉积法制备多孔TiO2基底上CuInSe2薄膜研究

"该文主要介绍了一种在多孔TiO2基底上通过电化学沉积法制备CuInSe2 (CIS)薄膜的方法，探讨了沉积电位和热处理对薄膜性能的影响，并测量了薄膜的禁带宽度。" 本文研究的重点在于利用电化学沉积技术在多孔TiO2基底上合成CuInSe2薄膜，这是一种用于太阳能电池的重要材料。CuInSe2因其1.04eV的适中禁带宽度、高光吸收系数以及潜在的高效能量转换能力，成为光伏领域的热门材料。多孔TiO2基底因其纳米/微米结构，适合制作无机半导体极薄层吸附的太阳能电池，即ETA电池，可通过对粒子尺寸和化学计量比的调控来优化电池性能。 实验过程中，采用CuSO4·5H2O、In2(SO4)3和SeO2作为原料，按照特定的摩尔浓度配比制备电沉积溶液。溶液的pH值通过添加H2SO4调整至2.0，并添加柠檬酸络合剂，确保溶液稳定性。工作电极是涂覆了多孔TiO2薄膜的ITO导电玻璃，经过清洗和TiO2涂敷步骤准备。 电沉积过程在-1100mV的电位下进行，直接沉积的CIS薄膜已经显示出结晶特性。然而，通过400℃的热处理，薄膜的结晶程度和光学性能得到显著提升。实验结果显示，TiO2基底上的CIS薄膜禁带宽度在0.89~0.92eV之间，这一参数对理解材料的光电性质至关重要。 尽管电沉积法制备CuInSe2薄膜有诸多优点，如工艺简单、成本低、易于控制薄膜厚度和颗粒大小，但也存在挑战，如难以获得理想形貌和化学计量比的薄膜。本研究通过一步恒电位沉积法尝试解决这些问题，并对热处理条件进行了探索，以优化薄膜的最终性能。 总结来说，该研究详细介绍了在多孔TiO2基底上制备CuInSe2薄膜的过程，强调了沉积电位和热处理的重要性，并揭示了薄膜的禁带宽度，为优化CuInSe2基太阳能电池的性能提供了理论依据和技术参考。这种研究对于推动可再生能源技术的发展，特别是太阳能电池领域，具有积极的意义。