【摘要】 由于Cu2ZnSnS4（CZTS）具有1.5 eV的最佳直接带隙、高吸收系数（>104 cm−1）和丰富的地球组成元素，具有理论转换效率高和成本低的优点，已被提议在低成本薄膜太阳能电池中取代CuInGaSe2吸收体。

由于Cu2ZnSnS4（CZTS）具有1.5 eV的最佳直接带隙、高吸收系数（>104 cm−1）和丰富的地球组成元素，具有理论转换效率高和成本低的优点，已被提议在低成本薄膜太阳能电池中取代CuInGaSe2吸收体。溅射四元CZTS陶瓷靶制备CZTS吸收剂已被广泛采用，该工艺使吸收剂具有元素分布均匀、结构单一、热处理后表面形貌光滑等优点。尽管人们对CZTS吸收剂和太阳能电池的制备和性能进行了大量的研究，但对CZTS靶材的研究，特别是在烧结方面的研究却很少。合适的烧结温度和压力是获得大尺寸、理想成分和高致密性的高质量CZTS靶材的关键工艺参数，这对CZTS太阳能电池的高性能至关重要。然而，早期工作中的CZTS靶通常在实验部分中简单地描述为具有颗粒或几英寸形式、化学计量组成甚至冷压制。此外，具有有利的高效非化学计量贫铜和富锌成分的CZTS靶的烧结仍然未知，需要进行研究。

[1]采用Cu2S、ZnS和SnS2的混合粉末烧结CZTS陶瓷靶材。用TG和DSC研究了Cu2S、ZnS和SnS2混合粉末在贫铜区和富锌区烧结CZTS陶瓷靶材的热性能。研究发现，在109°C时，ZnS是稳定的，Cu2S从单斜晶转变为六方晶。SnS2有两个主要的吸热峰，在750°C时明显的重量损失为12%。在DSC曲线上，CZTS的形成温度不明显。重量损失从800°C开始，不久之后，根据混合粉末中的相对锡含量，在880°C左右出现了强烈的吸热熔融峰。对于贫铜区和富锌区的不同组成，所有TG和DSC曲线都显示出类似的温度函数曲线。为了避免烧结时SnS和Cu–Sn–S的挥发和低熔点化合物，采用750°C的烧结温度。提出了热压烧结的替代方案。成功地制备了尺寸为360 mm×。为了避免烧结时SnS和Cu–Sn–S的挥发和低熔点化合物，采用750°C的烧结温度。提出了热压烧结的替代方案。用kesterite相成功制备了尺寸为360 mm×80 mm的CZTS靶材，密实度达到93%以上。

[1]      Sun R, Zhao M, Zhuang D, et al. Cu2ZnSnS4 ceramic target: Determination of sintering temperature by TG–DSC[J]. Ceramics International, 2016, 42(8): 9630-9635.

 

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