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化学水浴法制备硫化锌薄膜与性能研究

发布时间:2019-04-20 09:23
【摘要】:ZnS属于Ⅱ-Ⅵ族化合物,为直接带隙半导体,光学带隙为3.7eV。其在光伏电池、发光照明领域发挥着广泛的作用。在CIGS光伏电池中,ZnS可作为缓冲层来替代CdS,并具有无毒、环保、带隙宽等优点。本论文采用化学水浴法制备ZnS薄膜,使用硫酸锌、硫脲为原料,氨水作为络合剂,并应用扫描电子显微镜、能量散射光谱仪、X射线衍射仪、紫外可见光光度计等多种分析手段,研究了组分浓度、沉积温度以及退火条件的变化对薄膜沉积速率、结构、微观形貌、成分、光学性能等影响。研究结果表明:1.溶液组分浓度变化对薄膜性能有显著影响,提高反应液中硫酸锌、硫脲、氨水的浓度,由于增多反应所需Zn2+、S2-、OH-,薄膜沉积速率得以提升,表面微观形貌颗粒更加致密,薄膜光透过率随之降低。2.温度升高能促进反应液中Zn2+、S2-、OH-释放和水解,并加速反应液内部的离子运动,从而促进薄膜沉积速率提升,表面形貌更加致密,薄膜光透过率降低。3.由于薄膜的厚度较薄,水浴沉积所得ZnS薄膜在退火前后都无法检测XRD衍射峰,而增加沉积时间到达10h后,对其真空退火后可检测到晶面指数为(111)、(220)、(311)的立方晶系ZnS结构的衍射峰。4.薄膜在退火后会流失S含量,并随着退火温度升高而流失更多,在S氛围真空退火可降低S的流失。薄膜在Ar/S真空退火后表面颗粒长大,形貌更加致密,光学性能变好;在S氛围下退火的薄膜较Ar氛围退火其具有更高的透过率及更宽的禁带宽度。
[Abstract]:ZnS belongs to 鈪,

本文编号:2461482

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