玻璃衬底上CdTe薄膜的制备及其性质

利用近空间升华法在经过不同打磨处理的玻璃衬底上制备了CdTe薄膜,用X射线衍射仪,扫描电镜表征了CdTe薄膜的微结构.结果表明CdTe薄膜的微观结构依赖于衬底粗糙度,(111)晶面的择优取向随衬底表面粗糙度的增加而降低.     

氩氧气氛下沉积的CdTe薄膜及太阳电池的性质

研究了在氩氧气氛下近空间升华沉积CdTe的技术.发展了在表面十分平整的玻璃衬底上沉积优质CdTe薄膜的方法,对比了在玻璃衬底和CdS薄膜上CdTe薄膜的结构特征.通过研究氧分压对CdTe薄膜择优取向的影响,证实了在恰当的近空间升华沉积过程中,两种衬底上的CdTe薄膜具有相同的结构.研究了玻璃衬底上CdTe薄膜的电学与光学性质,观察了后处理对上述薄膜性质的影响,并研制出了效率达13.38%的小面积CdTe薄膜太阳电池.     

氩氧气氛下沉积的CdTe薄膜及太阳电池的性质

研究了在氩氧气氛下近空间升华沉积CdTe的技术．发展了在表面十分平整的玻璃衬底上沉积优质CdTe薄膜的方法,对比了在玻璃衬底和CdS薄膜上CdTe薄膜的结构特征．通过研究氧分压对CdTe薄膜择优取向的影响,证实了在恰当的近空间升华沉积过程中,两种衬底上的CdTe薄膜具有相同的结构．研究了玻璃衬底上CdTe薄膜的电学与光学性质,观察了后处理对上述薄膜性质的影响,并研制出了效率达1338%的小面积CdTe 薄膜太阳电池．     

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。     

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。     

衬底温度对AlN/ZnO复合薄膜结构形貌的影响

采用直流反应磁控溅射法在ZnO/Si基片上制备了良好(002)(c轴)取向的AlN薄膜,利用XRD、AFM对不同衬底温度下制备的AlN薄膜的结构、形貌进行了分析表征.结果表明,在一定湿度范围内(450～650℃),随着衬底温度的升高,晶粒逐渐长大,沉积速率增大,表面粗糙度先减小后增大;AlN(002)择优取向呈改善趋势,取向度先增大后减小,600℃时达到最佳.     

太阳电池中CdS多晶薄膜的微结构及性能

采用化学水浴法制备了CdS多晶薄膜,通过XRD,AFM,XPS和光学透过率谱等测试手段研究了CdS多晶薄膜生长过程中的结构和性能.结果表明,随着沉积的进行,薄膜更加均匀、致密,与衬底粘附力增强,其光学能隙逐渐增大,薄膜由无定形结构向六方(002)方向优化生长,同时出现了Cd(OH)2相.在此基础上,通过建立薄膜的生长机制与性能的联系,沉积出优质CdS多晶薄膜,获得了转化效率为13.38%的CdS/CdTe小面积电池.     

低温磁控溅射制备CdS薄膜的结构和光学特性

用磁控溅射的方法在透明导电氧化物衬底上制备了CdS薄膜,制备时的衬底温度为30~200℃.X射线衍射测试结果表明在这一条件下制备的CdS薄膜是六角纤锌矿的多晶结构.扫描电子显微镜结果显示薄膜具有较好的晶体质量,这一结论也和拉曼光谱、紫外-可见吸收光谱、光致发光光谱的结果一致.拉曼光谱显示CdS薄膜内部的压应力随着制备温度的提高而增大.     

太阳电池中CdS多晶薄膜的微结构及性能

采用化学水浴法制备了CdS多晶薄膜，通过XRD，AFM，XPS和光学透过率谱等测试手段研究了CdS多晶薄膜生长过程中的结构和性能.结果表明，随着沉积的进行，薄膜更加均匀、致密，与衬底粘附力增强，其光学能隙逐渐增大，薄膜由无定形结构向六方(002)方向优化生长，同时出现了Cd(OH)2相.在此基础上，通过建立薄膜的生长机制与性能的联系，沉积出优质CdS多晶薄膜，获得了转化效率为13.38%的CdS/CdTe小面积电池.     

多晶CdS/CdTe异质结界面的能带偏移

采用真空蒸发法制备了CdS和CdTe,并对其结构和光学性质进行了研究.原位制备了衬底沿(001)高度择优取向的CdS/CdTe异质结,研究了其结构、电子学性质.获得的CdS/CdTe半导体异质结的价带偏移△Ev=0.98eV±0.05eV,导带偏移△Ec=0.07士0.1eV.     

射频溅射CdTe薄膜结构特性分析

采用射频磁控溅射技术在玻璃衬底上沉积了CdTe单层薄膜,实验表明:在室温条件下,通过调节溅射功率和溅射氩气压强,沉积的CdTe薄膜显示了一系列结构形态.研究了无CdTe薄膜沉积、非晶CdTe薄膜沉积、晶化CdTe薄膜沉积的生长条件,并采用卢瑟福散射理论解释了溅射CdTe薄膜生长机制的分子动力学过程.     

多晶CdS/CdTe异质结界面的能带偏移

采用真空蒸发法制备了CdS和CdTe，并对其结构和光学性质进行了研究．原位制备了衬底沿(001)高度择优取向的CdS/CdTe异质结，研究了其结构、电子学性质．获得的CdS/CdTe半导体异质结的价带偏移ΔEV=0.98eV±0.05eV，导带偏移ΔEc=0.07±0.1eV．     

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.     

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.     

用化学热解沉积法制备硫化镉薄膜的微结构

在载玻片或ITO涂覆的玻璃上采用化学热解法沉积CdS固体薄膜,沉积温度在350-540℃之间,部分制备的CdS薄膜进行200-600℃的退火热处理,由SEM,AFMT和XRD分析测量退火热处理前后的CdS薄膜的微观结构,结果表明,沉积温度低于540℃以下制备的CdS薄膜具有类六方结构相当于540℃沉积的CdS薄膜的晶料尺寸依赖于沉积温度及不同基体的情况也在本文中进行了讨论。     

HWE生长条件对CdTe/Si薄膜结构特性的影响

研究了热壁外延(HWE)生长条件对Si(100)衬底上沉积外延的多晶CdTe薄膜的晶粒尺寸和取向的影响.用SEM和XRD技术分析了不同外延时间、不同衬底温度及不同源温下外延膜的表面形貌和结构特征.SEM发现随着外延时间的增加或衬底温度的提高,晶粒尺寸明显增大;XRD显示所有的外延薄膜均为面心立方结构,并高度显示优势取向(111),且随着衬底温度或薄膜厚度的增加,(111)峰的衍射强度增加,显示薄膜的择优取向更好.其原因是面心立方结构中,(111)表面具有的表面自由能最低.通过对不同外延时间下薄膜厚度的测试发现,薄膜具有加速生长趋势.衬底温度及源温对外延层厚度均有较大的影响.     

电子束蒸发沉积TiN薄膜的电学特性研究

采用TCP(Transverse coupled plasma)等离子体辅助电子枪蒸镀技术,在玻璃衬底上制备了TiN薄膜。用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)研究了不同工艺条件对薄膜晶体结构和表面形貌的影响;用四探针法测量薄膜的电阻率变化。结果表明,所制备的TiN薄膜在(111)晶面有择优取向。与金属薄膜类似,TiN薄膜的平均表面粗糙度与电阻率之间存在近似线性关系,并且电阻率随残余应力增大而增大。     

基于热光伏电池GaSb多晶薄膜的可控生长

采用物理气相沉积(PVD)法在ITO透明导电衬底上制备GaSb多晶薄膜.研究了衬底温度及薄膜厚度对GaSb薄膜结构特性、电学特性以及光学特性的影响.在一定条件下生长的GaSb薄膜择优取向由GaSb(111)晶向转变为GaSb(220)晶向, 这是在玻璃衬底上生长GaSb薄膜没有发现的现象.择优取向改变为(220)晶向的GaSb薄膜具有更高的霍尔迁移率.因为这种薄膜材料具有更少的晶粒间界和更少的缺陷.经优化后的GaSb薄膜的光学吸收系数在104 cm-1以上, 适用于热光伏薄膜太阳电池中.     

低温下磁控溅射AIN薄膜择优取向研究

研究了衬底温度从-20～20℃下射频磁控溅射A1N薄膜的择优取向程度.利用X线衍射(XRD)、原子力显微镜(AFM)和场发射电子显微镜(FESEM)对A1N薄膜的晶体结构、租糙度及表面和断面形貌进行了分析.研究结果表明,当衬底温度低于0℃时,AIN薄膜中的(100)衍射峰消失,A1N薄膜以(002)面择优取向生长.当衬底温度降低时,AIN薄膜的晶粒大小和表面粗糙度减小.AIN薄膜在0℃下沉积具有最佳的择优取向程度和较低的表面粗糙度.     

NiO薄膜的脉冲激光沉积及其结构和光学特性研究

利用脉冲激光沉积法在ITO玻璃衬底上制备了NiO薄膜,利用XRD、AFM对样品的晶体结构和表面形貌进行了表征,并对其透射光谱进行了测试,研究了衬底温度及脉冲激光能量对所制NiO薄膜的结构、形貌和光学特性的影响。结果表明:在脉冲激光能量为180 mJ、衬底温度为600~700℃条件下所制备的样品为沿(111)晶面择优取向生长的多晶NiO薄膜,薄膜结晶质量良好,表面颗粒排列均匀,可见光透射率较高,禁带宽度为3.40~3.47 eV。