共电沉积的Cu Zn Sn前驱体合成Cu2ZnSnS4薄膜及其微观结构和光学性质

通过在新颖的电解质配方和优化的Mo衬底上参数优化的条件下,通过在饱和硫气氛中退火,对Cu-Sn-Zn前驱体进行共电沉积,成功地制备了Cu2ZnSnS4(CZTS)薄膜。 在-1.62 V的电压下5分钟内,以0.16 M CuSO4·5H2O,0.33 M ZnSO4、0.08 M SnCl2·2H2O,2.25 M NaOH,1.36 M C6H5Na3O7和1.00 M C4H6O6的形式实现了最佳电解质配方。 首先在低于300°C的温度下合成了Cu3Sn,Cu6Sn5和Cu4Zn合金。 在300°C时,这些合金在硫气氛中分解,形成CuS,SnS和ZnS二元相。 在350°C以上,通过CuS和SnS之间的React形成三元Cu4SnS6。 最后,通过CuS,SnS,ZnS和Cu4SnS6硫化物之间的React合成了CZTS薄膜。 在550°C下合成1 h的CZTS膜的Cu /(Zn + Sn)和Zn / Sn的平均原子比分别为0.96和1.1。 在制备的样品中,在约1.55eV处的光致发光峰证明了CZTS膜的高质量。