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Cu2O-ZnSnN2异质结太阳能电池的研究

氧化亚铜,磁控溅射,锌锡氮,异质结

本文首次成功制备出了p-Cu₂O/n-ZnSnN₂异质结太阳能电池并获得了0.18%的效率。在K9玻璃/ITO衬底上通过磁控溅射沉积空穴层Cu₂O薄膜和电子层ZnSnN₂薄膜，再利用蒸发法沉积Ag电极或者Au电极，制备出玻璃/ITO/Cu₂O/ZnSnN₂/Ag(Au)异质结太阳能电池。采用X射线衍射（XRD）、拉曼光谱、紫外可见分光光度计、原子力显微镜（AFM）等分别对Cu₂O和ZnSnN₂单层膜进行表征，采用外量子效率（EQE）、电容-电压测试等对异质结进行表征。制备出的纯相Cu₂O薄膜光学带隙为2.08 eV，平均粗糙度为1.3 nm。ZnSnN₂薄膜为非晶态，光学带隙为3.77 eV，平均粗糙度为0.3 nm。异质结电池吸收光谱为480 nm - 640 nm，短路电流J_sc为0.1 mA/cm²，吸收层为氧化亚铜，最终制备出来的p-Cu₂O/n-ZnSnN₂异质结太阳能电池效率为0.18%。