气相输运沉积制备化合物薄膜材料的研究进展

发布时间：2021-03-09 02:43

　　相比用于制备晶体材料的化学气相输运（Chemical Vapor Transport, CVT）方法,近空间气相输运沉积（Close-spaced Vapor Transport Deposition, CSVT）及气相输运沉积（Vapor Transport Deposition, VTD）方法不为人们所熟知。近几年来,气相输运沉积逐渐应用于锑基薄膜（Sb₂Se₃、Sb₂S₃及Sb₂（Se,S）₃）、锡基薄膜（SnS、SnS₂）及铋基薄膜（Bi₂Se₃、Bi₂Te₃）等材料的制备,有可能成为一种重要的材料制备方法。本文综述了气相输运沉积用于化合物薄膜制备的研究进展,对其特点进行分析,并对其发展趋势进行了展望。 

【文章来源】：人工晶体学报. 2020,49(02)北大核心

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

First Solar公司 VTD系统示意图

唐江等在锑基薄膜太阳能电池方面做出了原创的突出成绩,2018年,首次采用VTD方法代替之前的快速热蒸发(Rapid Thermal Evaporation, RTE)方法制备了Sb2Se3薄膜[10]。该方法所采用的设备为普通的真空管式炉(图2(a)),使用机械泵抽真空,并且通过改变泵的抽气功率来控制腔室气压。之后将蒸发源温度加热至一定的温度,并保持一定的时间,以获得所需的Sb2Se3膜厚度。最后,将制备条件(蒸发源温度、蒸发源与沉积区的距离及腔室气压)系统优化后,最终得出最优条件为:温度为510 ℃,距离为21 cm,腔室气压为3.2 Pa,最终制备的Sb2Se3薄膜太阳能电池(结构见图2(b))认证光电转换效率达到7.6%。与RTE方法相比,此方法有以下优点:(1)VTD设备更加简单,成本更加低廉;(2)此方法采用了气相横向传输的方式,通过改变衬底与加热源之间的距离来实现衬底温度的单独调节,有效降低了RTE方法中薄膜沉积过程中蒸发源温度与衬底温度之间的耦合问题,衬底温度较高,使薄膜的结晶度更好、晶粒尺寸也更大;(3)与RTE方法相比,VTD方法增大了气相的传输距离,可促进气相粒子(如Se、Sb和SbxSey)之间的均匀混合:(4)VTD方法在一定程度上降低了薄膜的沉积速率,有利于增强薄膜的有序性,降低薄膜缺陷的形成几率。采用同样的装置和方法,也可以进行Sb2S3薄膜[11]、Sb2(Se,S)3薄膜[12]的沉积,并制备了相应的太阳能电池器件。2.3 SnS、SnS2

【参考文献】：
博士论文
[1]全无机钙钛矿CVD制备方法及光电器件的研制[D]. 田灿灿.中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所) 2019
[2]低维Bi2Se3材料的气相输运生长及其在DSSC对电极上的应用[D]. 韩曼舒.东北师范大学 2017

硕士论文
[1]化学气相沉积法生长石墨烯的CFD模拟研究[D]. 李干.中国科学技术大学 2015
[2]硒化铋薄膜及合金结构的制备和性能研究[D]. 李辉.电子科技大学 2015



本文编号：3072108