ZnS溅射功率对Cu₂ZnSnS₄薄膜附着性及太阳电池性能的影响

王璐¹，郭杰¹，郝瑞亭²，顾康²，刘斌¹，王远方舟¹，孙帅辉¹

1. 云南师范大学云南省光电信息技术重点实验室2. 云南师范大学能源与环境科学学院可再生能源材料先进技术与制备教育部重点实验室

摘 要：采用不同ZnS溅射功率,在钠钙玻璃（SLG）衬底上依次溅射Mo、ZnS、SnS及Cu,退火后制备出Cu₂ZnSnS₄（CZTS）薄膜。研究了溅射功率（50～140W）对ZnS薄膜和CZTS薄膜的微观形貌、微结构以及附着性的影响。结果表明,不同功率溅射的ZnS薄膜为（008）择优取向的纤锌矿六方晶系结构;功率较低时,ZnS薄膜结晶质量较差;随着功率从50W增加到140W,ZnS薄膜内的压应力增加了一个数量级;ZnS溅射功率低于80W或高于110W时,退火后的CZTS薄膜发生龟裂甚至脱落;ZnS溅射功率在80～110W时,退火后CZTS薄膜表面均匀平整;110W溅射后的CZTS薄膜出现较多的孔洞和二次相。采用80W功率溅射ZnS薄膜制备的CZTS/CdS太阳电池,开路电压达到572mV,短路电流密度为14.23mA/cm²,光电转换效率为3.34%。

关键词：铜锌锡硫;硫化锌;应力;附着性;