高质量铜锌锡硫硒薄膜的溶液法制备及光伏器件性能研究的开题报告.docx

高质量铜锌锡硫硒薄膜的溶液法制备及光伏器件性能研究的开题报告
一、选题背景：
随着能源危机的加剧和环境问题的日益突出，新能源逐渐成为各国发展的热点领域。光伏技术，作为一种绿色环保的新能源，其应用日益广泛，具有良好的经济和环保效益。铜锌锡硫硒（CZTS）薄膜，作为一种新型低成本、环保的光伏材料，在光伏领域广受关注。
目前，CZTS薄膜的制备方法主要有物理气相沉积、化学气相沉积、热蒸发、喷射法等，但是这些方法在制备过程中存在着步骤繁琐、反应条件难以控制、成本高等诸多问题。溶液法是一种更为简单、经济的制备方法，然而目前的问题在于制备出的CZTS薄膜的光电性能与传统方法相比仍存在差距。因此，设计一种高质量的CZTS薄膜制备方法，以提高CZTS薄膜的光学和电学性能，是当前研究的热点问题。
二、研究内容：
本文将采用溶液法制备高质量的CZTS薄膜，并对其进行表征及光伏器件性能研究。主要研究内容包括：
1、设计CZTS原料的配方和制备工艺，优化CZTS薄膜的制备条件，制备出高质量的CZTS薄膜。
2、对制备出的CZTS薄膜进行物理和化学表征，包括X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、能量色散X射线光谱（EDS）、X射线光电子能谱（XPS）等。
3、基于制备出的高质量CZTS薄膜，搭建光伏器件，通过基本光电特性测试（如光电转换效率、短路电流、开路电压等）评价其光伏性能。
4、通过表征数据和器件测试结果，探索制备条件对CZTS薄膜的物理和化学性质所产生的影响，并进一步优化制备方法，提高CZTS光伏器件的性能。
三、研究意义：
本研究主要关注于高质量CZTS薄膜的制备及器件性能研究，对促进CZTS光伏材料的研究和应用具有重要的意义。具体如下：
1、在制备CZTS薄膜的过程中，通过优化配方和条件，寻找到一种更为高效、简便且环保的制备方法。
2、制备出高质量CZTS薄膜，并对其进行光伏器件性能评价，有助于深入研究CZTS能带结构和物理化学特性。
3、本研究在优化CZTS薄膜制备方法及其光伏器件性能方面具有一定的创新性和应用前景，可以为CZTS光伏材料的实际应用提供参考和指导。
四、研究方法：
本研究主要采用实验法进行，具体步骤为：
1、制备CZTS原料及溶液。
2、采用溶液法制备CZTS薄膜。
3、通过XRD、SEM、EDS、XPS等测试手段对CZTS薄膜进行表征。
4、制备基于CZTS薄膜的光伏器件，评价其光伏特性。
5、根据实验结果，分析造成器件性能变化的原因，并进行进一步的优化。
五、预期结果：
本研究预计可以制备出高质量的CZTS薄膜，并且搭建出性能稳定的CZTS光伏器件。同时，通过对制备条件和器件性能的分析，预计可以探索出影响CZTS薄膜性能的主要因素。
六、研究进度：
本研究的时间安排如下：
1、2022年1月至3月，制备CZTS原料及溶液，并进行溶液法制备CZTS薄膜的实验。
2、2022年4月至5月，采用XRD、SEM、EDS、XPS等测试手段对制备的CZTS薄膜进行表征。
3、2022年6月至7月，制备光伏器件，对其光伏性能进行测试。
4、2022年8月至9月，分析实验数据，整理论文。
5、2022年10月至12月，修改论文，撰写完整的开题报告。
以上是本研究的初步安排，具体进展情况将根据实际情况灵活调整。
七、参考文献：
1.CZhu,XHuangandSFung,“EnhancedoptoelectronicpropertiesofCZTSthin-filmsolarcellsbyphoton-enhancedPHMtreatment”,AppliedSurfaceScience,2017,394:308-316.
2.LSun,YZhangandMNi,“Solution-derivedCu2ZnSnS4thinfilmsforsolarcellapplications:Recentprogressandperspectives”,CoordinationChemistryReviews,2017,344:77-86.
3.NWang,XHuandSFang,“StudyonpreparingCu2ZnSn(S,Se)4thinfilmsolarcellswithasimplecoatingcombustionchemicalsolutiondepositingmethod”,JournalofAlloysandCompounds,2011,509:3227-3230.