真空气相沉积碲化镉薄膜特性研究

用一种简便的制备CdTe薄膜的方法－真空气相沉积法，在玻璃衬底上沉积CdTe薄膜。在真空度为133μPa真空室中，同时蒸发Cd Te材料，形成CdTe薄膜。为改善其性能，采用改良Cd:Te的原子配比和在Cd Te材料中掺杂In，用N2作保护气体，要不同温度下对薄膜进行热处理。通过SEM、XRD，SAM和AES等测试分析，分别研究了热处理前后CdTe薄膜的结构、组分及工艺条件对薄膜性能的影响。     

RTCVD沉积轻掺和不掺硼多晶硅薄膜结构和电学性能的研究

利用快速加热化学气相沉积(RTCVD)系统在高纯石英衬底上分别制备了轻掺和不掺硼的多晶硅薄膜,并利用XRD、SEM高阻Hall测量和光电导谱测量技术研究了它们的结构和电学性能.结果表明,1150℃在石英衬底上生长的本征多晶硅薄膜具有[111]择优生长取向,而轻掺硼的多晶硅薄膜则同时具有[311]和[200]两个晶向上的择优取向.通过轻微掺入硼,多晶硅薄膜晶粒尺寸分布的均匀性得到了很大改善.高阻Hall测量表明轻掺硼的多晶硅薄膜具有更高的Hall迁移率因而具有更好的电学性能.光电导谱则量结果表明所制备的多晶硅薄膜的光学带隙与晶体硅的非常接近,在1.1eV.     

热壁外延碲化镉薄膜光学特性的分析及测试

用热壁外延的方法,在清洁的玻璃衬底上外延生长了不同厚度的CdTe薄膜,对薄膜的本征吸收光学特性进行了全面的研究分析和测量。对玻璃衬底的样品模式:空气-CdTe薄膜-玻璃-空气系统经光照的反射、吸收和透射问题进行了严格的数学处理,给出了总反射率和透射率的表达式。用Cary5000型双光束分光光度计测试了样品薄膜的反射谱和透射谱,据测量结果经数学处理,计算得到了描述薄膜宏观光学特性的重要物理量,即薄膜的本征光学吸收系数、消光系数、折射率和联系宏观可测量与微观量之间桥梁作用的复介电函数ε=ε1-iε2。用"Tauc"作图法,得到了薄膜的光学能隙Egopt,证明了材料是直接带隙结构,得到了薄膜厚度分别为0.12、0.48、0.81μm时相应的多晶晶粒尺寸增大的样品,其光学能隙分别变窄为1.54、1.48和1.46eV,向单晶CdTe能隙值1.44eV逼近。薄膜在本征吸收的可见光区有高的吸收系数。     

稀土Dy掺杂CdO薄膜的结构与光学特性

采用真空热蒸发法,在玻璃衬底上制备稀土Dy掺杂CdO薄膜并进行热处理。对薄膜进行结构和光学特性测试分析。实验给出:掺Dy后CdO薄膜沿(111)晶向的衍射峰增强,随掺Dy含量的增大峰强度逐渐减弱。掺Dy含量为5%时可促进薄膜晶粒的生长改善薄膜的晶相结构特性。制备的薄膜表面颗粒均匀,存在颗粒聚集现象。随掺Dy含量增加薄膜的透光率增大,掺Dy含量为9at%时,在波长大于900nm的区域透光率可达90%,略高于纯CdO薄膜。     

超高浓度钛掺杂硅薄膜的制备及光电特性研究

将磁控溅射和热丝化学气相沉积相结合,制备出超高浓度钛掺杂的氢化非晶硅薄膜.通过光发射谱(OES)分析了热丝加热前后直流溅射辉光特性,结果表明热丝加热与否对直流溅射过程的影响不大.俄歇电子能谱显示钛在薄膜中是均匀分布的,改变磁控溅射的功率可控制薄膜中钛的含量,薄膜在可见和红外光的吸收随钛浓度的增加而显著增强.掺钛非晶硅薄膜仍表现出半导体特性,电阻率随着温度的降低而提高,满足变程跳跃电导输运机制.采用激光熔融(PLM)对薄膜进行退火,薄膜晶化率达50％以上.晶化的掺钛硅薄膜仍保持较高的可见-红外波段的光吸收.     

水溶液中阴极电沉积半导体CdTe薄膜性能的研究

研究了半导体ＣｄＴｅ薄膜不同阴极电沉积条件（搅拌、加温）下，沉积电位与电流密度、沉积速率的关系。着重研究了沉积电位对ＣｄＴｅ膜层成份及导电类型的影响，通过控制沉积电位制备了不同导电类型的半导体ＣｄＴｅ薄膜。对沉积膜形貌和结构分析表明，室温搅拌条件下沉积的ＣｄＴｅ薄膜，整体均匀性好，呈非晶结构，氮气氛中高温退火后，ＣｄＴｅ膜沿一定方向有较明显取向。     

热处理对化学水浴沉积法制备的CuInS2薄膜的影响

采用二步化学水浴沉积法制备了太阳电池材料CuInS2薄膜，通过XRD、EDX和SEM，对薄膜的结构、成分、形貌进行了研究，并研究了不同的热处理过程对CuInS2薄膜的形成的影响。研究指出：二步化学水浴沉积法制备的CuInS2薄膜经过非真空的一步高温长时间热处理，薄膜容易被氧化，而在低真空下，采取低温一高温两步退火处理后，薄膜的结晶度和形貌都有一定程度的提高，因此后一热处理过程适合化学水浴沉积法制备CuInS2薄膜的后续热处理。     

蒸发制备ZnO薄膜的结构及光学电学特性的研究

以乙酸锌作为蒸发物质，采用真空蒸发技术，在加热的玻璃衬底上制备出高捏的ＺｎＯ透明导电薄膜，并对其结构，光学和电学特性进行了研究。     

透明导电ZnO:Al(ZAO)薄膜的结构及光电特性研究

ZAO薄膜是一种n型氧化物半导体材料,由于其大的载流子浓度和光学禁带宽度而表现出优良的光电特性。本实验采用射频磁控溅射工艺在无机玻璃衬底上制备ZAO薄膜,靶材为ZAO(3wt%Al2O3)陶瓷靶。系统研究了各工艺参数,如工作气压、射频功率、衬底温度和热处理条件对其结构和光电特性的影响。X射线衍射谱表明ZAO薄膜的(002)衍射峰的位置与纯ZnO晶体相比向低角度方向移动,薄膜中各晶粒具有六角纤锌矿晶体结构且呈c轴择优取向。原位制备的ZAO薄膜经热处理后电阻率降至7 5×10-4Ω·cm,可见光透过率在85%以上。     

厚度对FeS2薄膜的光电性能的影响

采用Fe膜硫化工艺制备不同厚度的FeS2薄膜。研究了不同厚度FeS2薄膜的晶体结构，电阻率，载流子浓度，光吸收系数以及禁带宽度（Eg)。结果表明，随着薄膜厚度的增加，FeS2的电阻率升高，载流子浓度下降，在高吸收区FeS2薄膜的光吸收系数也呈下降趋势。当薄膜厚度小于130nm时，薄膜厚度增加可导致其禁带宽度上升，当薄膜厚度大于130nm时，薄膜厚度增大反而会导致禁带宽度下降。     

掺杂对FeS2薄膜光电性能的影响

采用磁控溅射淀积合金膜和纯铁膜,通过离子注入掺杂,研究了不同条件下FeS2薄膜的晶体结构,光吸收系数、电阻率、载流子浓度等光电性能,并用正电子湮灭谱研究了膜内的空位缺陷。结果表明,掺杂提高了薄膜的导电性能。离子注入使薄膜光吸收系数增加,禁带宽度上升,霍尔迁移率提高;合金溅射导致光吸收系数降低,禁带宽度下降,载流子浓度升高。注入Zn2 退火前空位浓度较大,退火后空位浓度低于纯FeS2膜。     

CdTe多晶薄膜太阳电池的结构改进

采用共蒸发法制备了ZnTe：Cu和Cd1-xZnxTe多晶薄膜，研究了薄膜的结构和性能。获得了Cd1-xZnxTe多晶薄膜的光能隙与锌含量的关系，ZnTe：Cu多晶薄膜光能隙随着掺Cu浓度的增加，光能隙减小。分别用ZnTe／ZnTe：Cu和Cd1-xZnxTe／ZnTe：Cu复合层作为背接触层，既能修饰异质结界面，改善电池的能带结构，又能防止cu原子向电池内部扩散。获得了面积0．5cm^2，转换效率为13．38％的CdTe多晶薄膜太阳电池。     

GROWTH OF HETEROEPITAXIAL CdTe LAYERS ON REUSABLE Si SUBSTRATES AND A LIFT-OFF TECHNIQUE FOR THIN FILM SOLAR CELL FABRICATION

Heteroepitaxial (111) and (100) oriented CdTe layers have been grown on Si substrates by conventional molecular beam epitaxy (MBE) and photo-assisted MBE (PAMBE) using stacked BaF₂-CaF₂ as a buffer to overcome the 19% lattice mismatch between Si and CdTe. Heteroepitaxial As doped p-type CdTe(lOO) layers have been grown on BaF₂-CaF₂/Si(100). The dopant activation is accomplished using an extra Cd source and laser illumination of the substrate during growth. The growth kinetics and surface reconstructions have been studied using RHEED during CdTe growth under different conditions, and the induced effects on Te-desorption, Cd-migration, and As-substitution on Te-vacancy site have been correlated. The resistivity of As doped CdTe layers is down to 20 ohm cm. The 8 K photoluminescence spectra of such a layer shows a dominant (A^°, X) peak at 1.590 eV and the As acceptor level corresponds to a shallow level with = 60 me V activation energy. A lift-off technique has been used to separate the single crystal CdTe thin films from the Si wafer by dissolving the fluoride buffer. CdS/CdTe solar cells have been fabricated in these layers.     

晶相形成对TiSi2薄膜光学性能的影响

通过常压CVD方法由SiH4和TiCl4直接在玻璃基板上成功制备了TiSi2薄膜,用XRD、FESEM、四探针测阻仪和分光光度计研究了薄膜的结构、形貌、电学和光学性能。研究表明TiSi2薄膜的晶相是面心正交型TiSi2;薄膜的电阻率直接由晶相的形成决定,受晶相颗粒大小和晶相致密度控制,TiSi2薄膜的电阻率随薄膜中TiSi2晶相含量的增大而下降。TiSi2薄膜在400~750nm范围的可见光区具有大致相同的透射比和最小的反射比,薄膜的透射比随薄膜厚度的增加而减小。在大于750nm的红外区,薄膜电阻率越小,对红外辐射的反射比越高,且随着波长增加至25000nm,TiSi2薄膜的反射比逐渐上升到约0.95。     

pH值的变化对ZnS薄膜光学性质的影响

采用化学水浴法（CBD）制备ZnS薄膜,用NKD-7000v薄膜分析系统测试薄膜的透过率和反射率,拟合出薄膜厚度和吸收系数。研究了制备过程中不同的pH值调节剂对薄膜光学性质的影响。结果表明:加入pH值调节剂使薄膜禁带宽度增加,可达3.95eV,即对薄膜颗粒有细化作用。比较透过率和反射率,表明加NaOH把pH值控制在11和加NH₃把pH值控制在10.9时溶液沉积环境基本相似,反之亦然。但是加入氨水更有利于薄膜沉积速率的提高,且当pH值为11时加入调节剂,可以提升溶液进入亚稳态的pH值。     

AlN薄膜对太阳能吸收率的研究

采用磁控溅射方法,在高纯氩气和氮气混合气氛下成功制备出Al(W)-AlN系太阳能选择性吸收薄膜。借助吸收光谱分析,比较了Al、W两种反射层材料上制备单层AlN和多层AlN薄膜的光谱吸收特性。结果表明:多层AlN薄膜比单层AlN薄膜的吸收性能好;W比Al更适合做反射面材料,W-渐变型多层AlN膜系对太阳能的吸收率可达到80%以上。