簡易檢索 / 詳目顯示
| 研究生： |
江旻益 Chiang, Min-Yi |
|---|---|
| 論文名稱： |
銅銦鎵硒、銅銦硫硒與銅銦鎵硫硒奈米粒子合成與其薄膜太陽能電池的應用 Synthesis of CuInGaSe2, CuInSSe, CuInGaSSe nanocrystals and their application on thin film solar cell |
| 指導教授： |
段興宇
Tuan, Hsing-Yu |
| 口試委員: | |
| 學位類別： |
碩士 Master |
| 系所名稱： |
工學院 - 化學工程學系 Department of Chemical Engineering |
| 論文出版年： | 2010 |
| 畢業學年度： | 98 |
| 語文別： | 中文 |
| 論文頁數： | 68 |
| 中文關鍵詞： | 銅銦鎵硒 、銅銦硫硒 、銅銦鎵硫硒 、薄膜太陽能電池 |
| 外文關鍵詞： | CuInS2, CuInSe2, CuIn1-xGaxSe2, CuIn(S1-xSex)2, CuIn1-xGaxSSe, solar cell |
| 相關次數： | 點閱：3 下載：0 |
| 分享至: |
| 查詢本校圖書館目錄 查詢臺灣博碩士論文知識加值系統 勘誤回報 |
我們成功的以熱溶劑法，合成出三元化合物CuInS2、CuInSe2的奈米粒子，四元化合物CuIn1-xGaxSe2、CuIn(S1-xSex)2的奈米粒子，五元化合物CuIn1-xGaxSSe的奈米粒子。在三元化合物的部份，我們利用升溫速度的不同，來控制CuInS2奈米粒子的四方結構與纖維鋅礦結晶相，並且發現黃銅礦與纖維鋅礦CuInS2有相同的能隙Eg =1.46 eV。在四元化合物的部份，CuIn(S1-xSx)2奈米粒子，經由UV吸收圖譜的分析，其能隙會隨著硒元素的增加而從1.46 eV降至1.0 eV。經由XRD的分析，其晶格常數a會隨著Se/S的比例增加，而呈線性增加，符合Vegard’s law，證明了CuIn(S1-xSx)2奈米粒子為均勻相的合金結構。在五元化合物的部份，經由添加鎵元素到CuIn(S1-xSx)2系統中，成功合成出CuIn1-xGaxSSe的奈米粒子，在STEM-EDS mapping中，其元素分布均勻並且沒有其他元素的存在，從UV吸收的分析，其能隙會因為鎵元素的增加而有降低的現象，其XRD繞射峰也會因為鎵元素的增加而往大角度的方向移動。此外，我們發現選用有相同官能基的前驅物，並且將油胺當作表面活性劑，可以提高合成多元化合物的成功率，這是因為油胺扮演活性劑的角色可以與前趨物形成複合物，有利於形成均勻相的多元化合物合金的奈米粒子。最後，利用這些藉由組成比例而調控其能隙值的奈米粒子，將其應用在太陽能電池吸收層薄膜。
[1] 莊嘉琛, 太陽能工程-太陽電池篇, 全華科技圖書, 2003年3月
[2] Kazmerski , L. L.; Sanborn, G. A. J. Appl. Phys. 1997, 48, 3178-3180.
[3] Scheer, R.; Walter, T.,; Schock, H.W.,; Fearheiley, M. L.; Lewerenz, H. J. Appl. Phys. Lett. 1993, 24, 3294-3296.
[4] Repins, I.; Miguel, A. Contreras, B. E.; DeHart, C.; Scharf, John.; Perkins, C. L. To, B.; Noufi, R. Progress in Photovoltaics: Research and Applications 2008, 16, p.235.
[5] Schock, H. W.; Noufi, R., Progress in Photovoltaics: Research and
Applications 2000, 8, 151-160.
[6] Ramanathan, K.; Contreras, M. A.; Perkins, C. L.; Asher, S.; Hasoon, F. S.; Keane, J.; Young, D.; Romero, M.; Metzger, W. Noufi, R.; Ward, J.; Duda, A. Prog. Photovolt: Res. Appl. 2003, 11, 225-230.
[7] Shimizu,A.; Chaisitsak, S.; Sugiyama, T.; Yamada, A.; Konagai, M. Thin Solid Films, 2000, 361-362, 193-197.
[8] Olsen, L.C.;Ruckh, M. First WCPEC, 1994, 194-197.
[9] Bhattacharya, R. N.; Sebastian, P.J.; Mathew, X. Solar Energy Materials and Solar Cells, 2000, 63, 316.
[10] Sebastian, P. J.; Calixto, E.; Fernandez, A. J. of Crystal Growth, 1996, 169, 287.
[11] Kimura,R.; Nakada, T.; Fons, P. Solar Energy Materials and Solar Cells, 2001, 67, 289-295.
[12] Braunger, D., Hariskos, D., Bilger, G., Rau, U., Schock, H.W., Thin Solid Films, 2000, 361-362, 161-166.
[13] Braungera, D.; Hariskosa, D.; Bilgerb, G.; Rau, U.; Schock, H. W. Thin solid films 2000, 361-362, 161-166.
[14] Bar, M.; Bohne, W.; Rohrich,J.; Strub, E.; Linder, S.; Lux-Steiner, M. C.; Fischer, C. H.; Niesen, T. P. F.Karg, J. Appl. Phys. 2004, 7, 3858.
[15] Capasso, F. and G. Maragaritondo, Heterojunction band discontinuities:Physics and device application. Elsevier science, 1987.
[16]林明獻, 太陽電池技術入門, 全華科技圖書, 2007年10月.
[17] Grindle, S. P.; Clark, A. H.; Rezaie-Serej, S.; Mcneily, J.; Mcneily, L. L. J. Appl. Phys., 1980, 51, 10.
[18] Lincot, D.; Guillemoles, J. F.;Taunier, S.; Guimard, D; Sicxkurdi, J.; Chaumont, A.; Roussel, O.; Ramdani, O.; Hubert, C.; Fauvarque, J. P.; Bodereau, N. ; Parissi, L.; Panheleux, P.; Fanouillere, P.;Naghavi, N.; Grand, P. P.; Benfarah, M.; Mogensen, P.; Kerrec, O. Solar Energy, 2004, 77,7 25–737.
[19] Oluwatosin Jolaoso. Chemical Engineering, Cooper Union.
[20] Mitzia, D. B.; Yuana, M.; Liua, W.; Kellockb, A.J.;Cheya, S. J.; Gignaca, L.; Schrotta, A. G. Thin Solid Films 2009, 517, 2158–2162.
[21] Chun, Y. G.; Kim, K. H.; Yoon, K. H. Thin Solid Films 2005, 480, 46–49.
[22] Castro, S. L.; Bailey, S. G.; Raffaelle, R. P.; Banger, K. K.; Hepp,
A. F. Chem. Mater. 2003, 15, 3142–3147.
[23] Pan, D. C.; An, L. J.; Sun, Z. M.; Hou, W.; Yang, Y.; Yang, Z. Z.;
Lu, Y. F. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 5620.
[24] Guo, Q.; Kim, S. J.; Kar, M.; Shafarman, W. N.; Birkmire, R. W.; Stach,E. A.; Agrawal, R.; Hillhouse, H. W. Nano Lett. 2008, 8, 2982.
[25] Panthani, M. G.; Akhavan, V.; Goodfellow, B.; Schmidtke, J. P.; Dunn,L.; Dodabalapur, A.; Barbara, P. F.; Korgel, B. A. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 16770.
[26] JCPDS-361311
[27] Pan, D.; Wang, X.; Zhou, Z. H.; Chen, W.; Xu, C.; Lu, Y. 2009, 21, 2489–2493.
[28] Yu, D.; Wang, C.; Guyot-Sionnest, P. Science 2003, 300, 1277–1280.
[29] Talapin, D. V.; Murray, C. B. Science 2005, 310, 86–89.
[30] Urban, J. J.; Talapin, D. V.; Shevchenko, E. V.; Kagan, C. R.; Murray, C. B. Nat. Mater. 2007, 6, 115–121.
[31] Jarosz, M. V.; Porter, V. J.; Fisher, B. R.; Kastner, M. A.; Bawendi,
M. G. Phys. ReV.B 2004, 70, 195327.
[32] Konstantatos, G.; Howard, I.; Fischer, A.; Hoogland, S.; Clifford, J.; Klem, E.; Levina, L.; Sargent, E. H. Nature 2006, 442, 180–183.
[33] Murphy, J. E.; Beard, M. C.; Nozik, A. J. J. Phys. Chem. B 2006,
110, 25455–25461.
[34] Law, M.; Luther, J. M.; Song, Q.; Hughes, B. K.; Perkins, C. L.; Nozik, A. J. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 5974–5985.
[35] (a)Coe, S.; Woo, W. K.; Bawendi, M.; Bulovic, V. Nature, 2002,
420, 800; (b) Coe, S.; Woo, W. K.; Steckel, J. S.; Bawendi, M.; Bulovic, V. Org. Electron., 2003, 4, 123.
[36] (a)Paulson, P. D.; Haimbodi, M. W.; Marsillac, S.; Birkmire, R. W.; Shafarmana, W. N. J. Appl. Phys., 2002, 91, 10153;
(b)Marsillac, S.; Paulson, P. D.;Haimbodi, M. W.; Birkmire, R. W.; Shafarman,W. N. Appl. Phys. Lett., 2002, 81, 1350.
[37] Alivisatos, A. P. Science, 1996, 271, 933.
[38] Zhong, X.; Feng, Y.; Knoll, W.; Han, M. J. Am. Chem. Soc., 2003, 125, 13559.
[39] Zhong, X.; Han, M.; Dong, J. T.; White, J.; Knoll, W. J. Am.
Chem. Soc., 2003, 125, 8589.
[40] Deng, Z.; Yan, H.; Liu,Y. J. Am. Chem. Soc., 2009, 131 (49), 17744–17745.
[41] Miyake, H.; Hayashi, T.; Sugiyama, K. J. Cryst. Growth, 1993,
134, 174.
[42] Pan, D.; Wang, X.; Zhou, Z. H.; Chen, W.; Xu, C.; Lu, Y. Chem. Mater., 2009, 21 (12), 2489–2493.
[43] Pan, D.; Weng, D.; Wang, X.; Xiao, Q.; Chen,W.; Xu, C.;
Yang,Z.; Lu, Y. Chem. Commun., 2009, 4221 – 4223.
全文公開日期 本全文未授權公開 (校內網路)全文公開日期 本全文未授權公開 (校外網路)
全文公開日期 本全文未授權公開 (國家圖書館：臺灣博碩士論文系統)