氧族化合物半導體薄膜的制備及性能研究.pdf

1、太陽能電池是解決能源危機和環(huán)境問題的最有效手段之一，但高成本限制了太陽能電池的大規(guī)模應用。因此，通過低成本的制備方法和材料的使用來降低太陽能電池的成本具有重要的實用價值。本文主要研究了采用低成本的制備方法（多元醇法和化學浴沉積法）來制備低成本的氧族化合物半導體薄膜材料，期望可以為后續(xù)制備低成本太陽能電池提供新的參考方法。研究結果如下:
　　(1)首次采用多元醇法，以醋酸鎘為鎘源，硫脲為硫源，二甘醇為溶劑，在玻璃基底上制備CdS薄膜

2、，并系統(tǒng)研究了制備條件對薄膜的影響。結果表明，當硫鎘濃度比增大時，薄膜厚度呈先增后減的趨勢，與透射率的趨勢相反，并且當濃度比為1∶5和1∶2時出現(xiàn)瓣狀CdS，濃度比繼續(xù)增大，顆粒粒徑減小;當沉積時間增加時，薄膜的厚度增加，組成薄膜的顆粒粒徑增大，透射率減小，并且在70 min后反應基本停止;當沉積溫度增加時，薄膜厚度呈先增后減的趨勢，透射率呈現(xiàn)先減后增的趨勢，并且溫度升高粗糙度下降，薄膜表面更加平整;此外，不同條件下制備的薄膜帶隙均略大

3、于塊體CdS的帶隙值。
　　(2)采用多元醇法，以硝酸銅為銅源，乙二醇為溶劑和還原劑，在玻璃基底上制備Cu2O薄膜，并系統(tǒng)研究了制備條件對薄膜的影響。結果表明，當銅源濃度增大時，薄膜厚度和顆粒的平均粒徑均增大，透射率減小，但孔隙也隨之增加，對基底的覆蓋率減小;當沉積時間增加時，薄膜的厚度與顆粒粒徑均增大，薄膜透射率減小，但顆粒間的孔隙也隨之增加，沉積時間超過90 min時，顆?；竟铝ⅲ瑳]有連接成膜;當沉積溫度增高時，薄膜厚度與顆

4、粒粒徑均呈先減后增的趨勢，與透射率趨勢相反;此外，不同條件下制備的Cu2O薄膜均為立方晶系結構，帶隙均大于塊體Cu2O的帶隙值。
　　(3)采用化學浴沉積法，氯化銅為銅源，硫脲為硫源，氨水提供氫氧根離子，三乙醇胺(TEA)為絡合劑，在玻璃基底上制備CuS薄膜，并系統(tǒng)研究了制備條件對薄膜的影響。結果表明，當硫銅濃度比增大時，除濃度比為3∶1時薄膜厚度相對較小外，其它濃度比下薄膜的厚度差別不大，薄膜顆粒粒徑呈現(xiàn)減小的趨勢;當三乙醇胺添

5、加量增加時，薄膜的厚度和顆粒粒徑均呈增大的趨勢，透射率減小，但顆粒間的孔隙也隨之增加，三乙醇胺添加量超過7 ml時，顆粒平均粒徑均在300 nm以上;當氨水添加量增加時，薄膜的厚度和顆粒粒徑均呈增大的趨勢，透射率減小，孔隙增大，氨水添加量在9 ml時顆粒平均粒徑達到400 nm以上;此外，不同條件下制備的CuS薄膜均為六方晶系結構，帶隙均大于塊體CuS的帶隙值。
　　(4)分別對三個體系的沉積機制進行了研究，發(fā)現(xiàn)當薄膜在溶液中進行