硫化镉薄膜的制备新技术

CdS 是用于制作太阳电池和光电探测器等的Ⅱ—Ⅵ族化合物半导体材料之一。CdS薄膜制备方法有蒸发,溅射,化学汽相淀积等。实验证明其特性与制备方法有关,本文重点介绍 MOCVD 和离化淀积法制备 CdS 薄膜及其特性分析。     

CdS薄膜的真空热蒸发制备及在CIGS薄膜太阳电池中的应用

采用真空热蒸发(VTE)的方法制备了CdS多晶薄膜,研究了不同衬底温度对其微观结构与光电性能的影响。结果显示,不同衬底温度下制备的CdS薄膜均属于六方相多晶结构且具有(002)择优取向;随着衬底温度的升高,(002)特征衍射峰强度增加,半高宽变小,相应薄膜结晶度增大;由CdS薄膜的透射光谱可知,在500~1 000nm波段平均透过率均超过80%,光学带隙随着衬底温度的升高而增大(2.44~2.56eV),表明真空热蒸发方法制备的CdS薄膜可以作为CIGS薄膜太阳电池的缓冲层。将真空热蒸发法制备CdS薄膜与磁控溅射法制备CIGS薄膜太阳电池相结合,在同一真空室内得到了CIGS薄膜太阳电池器件,为CIGS薄膜太阳电池的工业化推广提供了新途径。     

不同方法及衬底类型对CdS多晶薄膜性能的影响

采用化学水浴法和磁控溅射法分别在AZO、FTO、ITO透明导电玻璃衬底上制备了CdS薄膜,利用扫描电镜、XRD以及透射光谱等测试手段,研究了两种制备方法对不同衬底生长CdS薄膜形貌、结构和光学性能的影响.研究结果表明,不同方法制备的CdS薄膜表面形貌均依赖于衬底的类型,水浴法制备的CdS薄膜晶粒度较大,表面相对粗糙.不同方法制备的CdS薄膜均为立方相和六角相的混相结构,溅射法制备的多晶薄膜衍射峰清晰、尖锐,结晶性较好.水浴法制备的CdS薄膜透过率整体低于溅射法,但在短波处优势明显.     

CdS薄膜的可见和近红外光谱性能研究

在康宁7059玻璃衬底上采用磁控溅射、化学水浴和近空间升华法制备CdS薄膜,在FTO、ITO、AZO衬底上采用磁控溅射法制备CdS薄膜。分别对两组CdS薄膜的形貌、结构和光学性能进行了研究,结果表明:采用不同工艺和衬底条件制备的CdS薄膜具有不同的形貌和结构,并表现出不同的光学性能。对于不同的制备技术,化学水浴法制备的CdS薄膜在520～820nm范围的光谱平均透过率最高,光学带隙最大为2.418eV,磁控溅射法制备的CdS薄膜在820～1200nm和520～1200nm范围的光谱平均透过率最高。对于不同的衬底条件,在FTO衬底上磁控溅射制备的CdS薄膜在820～1200nm和520～1200nm范围的光谱平均透过率最高。     

氧化锌薄膜紫外光电导机理研究

分别采用反应磁控溅射和金属锌膜空气中热氧化两种方法,制备了两种氧化锌薄膜.X射线衍射实验发现,反应磁控溅射法制备的氧化锌薄膜结晶性能好,具有很高的c轴取向性,而金属锌膜热氧化法制备的氧化锌薄膜结晶性能相对较差,晶粒取向呈随机分布.对上述两种氧化锌薄膜进行了光电导测试,结果表明,反应磁控溅射制备的氧化锌薄膜的电阻率很高,没有明显的光电导,而金属锌膜氧化法制得的氧化锌薄膜电阻率较小,光电导现象非常明显.进一步分析结果表明,金属锌膜热氧化制备的氧化锌薄膜的光电导主要来自于表面吸附气体的吸附与解吸.     

CdS纳米薄膜的水浴法制备与表征

CdS是一种直接能隙半导体，其带隙约为2．42eV，是一种良好的太阳能电池窗口层材料和过渡层材料。化学水浴法沉积CdS薄膜具有工艺简单，成本低廉，成膜均匀、致密以及可大面积生产等优点。本文通过对化学水浴法沉积CdS薄膜的研究，阐述了CdS膜的生成和生长过程及其机理，并不断优化此方法中的各种工艺参数，得到了适合做铜铟镓硒薄膜太阳能电池过渡层的CdS薄膜，并对该薄膜的形貌、结构和性能进行了分析。     

太阳电池中CdS薄膜的制备及其性能的研究

分别采用化学池沉积(CBD)和真空蒸发法,在三种衬底(玻片、ITO玻片、SnO2玻片)上沉积CdS薄膜,并利用扫描电镜(SEM)、透射光谱、X射线衍射(XRD)等方法对沉积膜进行了测试分析,同时阐述了两种不同方法下CdS膜的生长沉积机制。     

不同退火条件对磁控溅射CdS薄膜性能的影响

采用磁控溅射法,在衬底温度300 ℃制备CdS薄膜,并选取370 ℃、380 ℃、390℃三个温度退火,获得在干燥空气和CdCl2源+干燥空气两种气氛下退火的CdS薄膜.通过研究热处理前后CdS薄膜的形貌、结构和光学性能表明,CdS薄膜在干燥空气中退火,晶粒度、表面粗糙度和可见光透过率变化不明显,光学带隙随退火温度的升高而增大; 在CdCl2源+干燥空气中退火,随退火温度的升高发生明显的再结晶和晶粒长大,表面粗糙度增大,可见光透过率和光学带隙随退火温度的升高而减小.分析得出: 上述性能的改变是由于不同的退火条件对CdS薄膜的再结晶温度和带尾态掺杂浓度改变的结果.     

CdS薄膜的制备、结构和光致发光性能

CdS薄膜是一种n型半导体材料,用于CdTe多晶薄膜太阳电池的窗口层,其质量直接影响太阳电池的光电转换效率和寿命。用磁控溅射法制备了CdS薄膜,通过对薄膜进行X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、光致发光和紫外-可见光谱等测试,研究了CdS薄膜的制备工艺对薄膜结晶度、表面形貌和禁带宽度的影响关系。研究发现,随着CdS薄膜溅射功率的升高,薄膜的结晶度变好,晶粒增大,薄膜增厚,光致发光峰强度增加,禁带宽度减小;随着溅射气压减小,薄膜厚度增大,光致发光峰强度减小,禁带宽度减小。     

飞秒激光制备CdS薄膜滤波器的研究

采用脉冲飞秒激光沉积方法,在石英衬底上制备了CdS薄膜滤波器.研究显示衬底温度在100～600℃范围内变化对CdS薄膜衬底的结构及光学特性有重要影响,在450℃的衬底温度下所生长的CdS薄膜具有较好的结构质量,该薄膜在500nm附近具有较陡的吸收带边及良好的光学滤波性能.