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文檔簡介
1、SnS是一種新型光伏材料,具有適合作為太陽電池和光電器件光吸收層的多種物理化學(xué)性質(zhì),具有良好的應(yīng)用前景,SnS薄膜及其器件制備與性質(zhì)的研究受到很大關(guān)注。本文對(duì)不同厚度SnS薄膜、Cu摻雜SnS薄膜及其異質(zhì)結(jié)器件的制備和性能進(jìn)行了系統(tǒng)研究。
利用射頻磁控濺射法在玻璃襯底上制備了不同厚度的SnS薄膜。用X射線衍射(XRD)、X射線能譜儀(EDS)、原子力顯微鏡(AFM)、場發(fā)射掃描電子顯微鏡(FE-SEM)和紫外-可見-近紅外分光
2、光度計(jì)(UV-VIS-NIR)分別對(duì)所制備薄膜的晶體結(jié)構(gòu)、組分、表面形貌、厚度、反射率和透過率進(jìn)行表征分析。研究結(jié)果表明:薄膜厚度的增加有利于改善薄膜的結(jié)晶質(zhì)量和組分配比,晶粒尺寸和顆粒尺寸隨著厚度的增加而變大。樣品的折射率在1500nm~2500nm范圍內(nèi)隨著薄膜厚度的增大而增大。樣品在可見光區(qū)域吸收強(qiáng)烈,吸收系數(shù)達(dá)105cm-1量級(jí)。薄膜厚度增加到1042nm時(shí)禁帶寬度為1.57eV,接近于太陽電池材料的的最佳光學(xué)帶隙。
3、利用脈沖激光沉積法(PLD)在玻璃襯底上制備了不同Cu摻雜濃度的SnS薄膜。對(duì)所制備的薄膜晶體結(jié)構(gòu)、表面形貌、厚度、透過率和電學(xué)特性進(jìn)行表征分析。研究結(jié)果表明:所有樣品均沿著(111)晶面擇優(yōu)取向生長,隨著Cu摻雜濃度的增大,(111)晶面的衍射峰不斷增強(qiáng),樣品的表面粗糙度略增加。10%(原子比)摻Cu SnS薄膜出現(xiàn)了對(duì)應(yīng)于Cu2SnS3的(131)晶面的衍射峰。Cu摻雜濃度在2.5%~7.5%的樣品吸收系數(shù)相較于未摻雜的SnS薄膜有
4、所提高。Cu摻雜明顯提高了SnS薄膜的電導(dǎo)率,摻雜濃度為5%樣品的電導(dǎo)率為169.0uS/cm,在3.5mW/cm2光照條件下光電導(dǎo)率為438.7uS/cm,光暗電導(dǎo)率之比為2.59。
在玻璃襯底上制備了In/p-SnS/n-ZnS/ITO異質(zhì)結(jié)器件,利用半導(dǎo)體參數(shù)表征系統(tǒng)進(jìn)行了器件的電學(xué)特性測試。測試結(jié)果表明:器件具有良好的整流特性和較弱的光伏特性,在3.5mW/cm2光照條件下,開路電壓Uoc為0.30V,短路電流密度Js
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