脈沖激光沉積法制備CZTS薄膜和ZnO薄膜.pdf

1、銅鋅錫硫(Cu2ZnSnS4，CZTS)是一種極具潛力的薄膜太陽(yáng)能電池吸收層材料，具有轉(zhuǎn)換效率高、原材料來(lái)源廣泛且價(jià)格低廉和環(huán)境友好等一系列優(yōu)點(diǎn)。
　　 本論文采用脈沖激光沉積法在不同工藝條件下制備了CZTS薄膜和ZnO薄膜。綜合利用SEM、AFM、XRD和紫外-可見(jiàn)分光光度計(jì)等各種分析測(cè)試手段，研究了脈沖激光能量、脈沖激光頻率、沉積時(shí)間、退火時(shí)間、退火溫度和環(huán)境氣氛等參數(shù)對(duì)薄膜表面形貌、物相結(jié)構(gòu)及光電性能的影響，主要研究結(jié)果如

2、下:
　　 1.脈沖激光能量為150mJ/p時(shí)，在ITO導(dǎo)電玻璃襯底上制備出了結(jié)晶良好的CZTS薄膜。
　　 2.激光為頻率為5Hz時(shí)，CZTS薄膜呈強(qiáng)烈的(112)面擇優(yōu)取向;在其他頻率下，薄膜則傾向于呈(220)面擇優(yōu)取向。
　　 3.薄膜的質(zhì)量與沉積時(shí)間有關(guān)，當(dāng)沉積時(shí)間為90min時(shí)，制備出的CZTS薄膜結(jié)晶質(zhì)量良好，表面光滑、致密。
　　 4.退火時(shí)間為60min時(shí)CZTS薄膜表面致密度高，缺陷少

3、。隨著退火時(shí)間的延長(zhǎng)，CZTS薄膜表面粗糙度逐漸減小，但表面雜質(zhì)含量也逐漸增加。
　　 5.退火溫度為300℃時(shí)薄膜的結(jié)晶質(zhì)量好、雜質(zhì)缺陷少、表面致密，可見(jiàn)光范圍內(nèi)透過(guò)率為0.8％，禁帶寬度為1.521eV，電阻率為0.009Ω·cm。隨著退火溫度的升高，薄膜透過(guò)率增大，禁帶寬度變寬。
　　 6.富Sn有利于CZTS薄膜沿[112]方向擇優(yōu)生長(zhǎng)。
　　 7.在激光能量為150mJ/p、襯底溫度為200℃、氧氣分壓