近空间升华法制备CdS多晶薄膜的研究

系统地研究了近空间升华法(CSS)制备CdS薄膜沉积速率的影响因素。发现CdS薄膜的沉积速率随升华源温度的升高而增大,但随衬底温度和沉积气压的上升而下降。对所制备样品的结构、表面形貌和光谱透过率特性进行了测试,结果表明：(1)不同氧分压下沉积的CdS薄膜沿(103)晶向择优生长。CdCl₂氛围下退火后,(103)晶向的优势得到进一步加强;(2)不同氧分压制备的CdS薄膜致密且粒径均匀,晶粒的大小随着衬底温度的升高而增大,但薄膜的粗糙度也随之增大;(3)随着CdS薄膜厚度的减小,可见光中短波段的透过率有所增大,有利于提高太阳电池的短波光谱响应。并将CSS制备的CdS多晶薄膜用于CdTe太阳电池的制作,获得了10.29%的光电转换效率,初步验证了该制作工艺的可行性。     

不同衬底和CdCl2退火对磁控溅射CdS薄膜性能的影响

在科宁7059玻璃, FTO, ITO, AZO四种衬底上磁控溅射CdS薄膜, 并在CdCl₂+干燥空气380 ℃退火, 分别研究了不同衬底和退火工艺对CdS薄膜形貌、结构和光学性能的影响. 扫描电子显微镜形貌表明: 不同衬底原位溅射CdS薄膜的形貌不同, 退火后相应CdS薄膜的晶粒度和表面粗糙度明显增大. XRD衍射图谱表明: 不同衬底原位溅射和退火CdS薄膜均为六角相和立方相的混相结构, 退火前后科宁7059玻璃, FTO, AZO衬底上CdS薄膜有 H(002)/C(111) 最强衍射峰, ITO衬底原位溅射CdS薄膜没有明显的最强衍射峰, 退火后出现 H(002)/(111) 最强衍射峰. 紫外-可见分光光度计分析表明: AZO, FTO, ITO, 科宁7059玻璃衬底CdS薄膜的可见光平均透过率依次减小, 退火后相应衬底CdS薄膜的可见光平均透过率增大, 光学吸收系数降低; 退火显著增大了不同衬底CdS薄膜的光学带隙. 分析得出: 上述结果是由于不同衬底类型和退火工艺对CdS多晶薄膜的形貌、结构和带尾态掺杂浓度改变的结果. 关键词： CdS薄膜 磁控溅射 退火再结晶 带尾态     

不同环境下硫化镉/铜基薄膜异质结退火对太阳电池性能调控

高效铜基薄膜太阳电池通常采用无机n型半导体材料CdS作为缓冲层,因此,缓冲层与吸收层之间的界面质量和能带匹配对载流子的收集利用至关重要.在优化CdS基础工艺的基础上,在含硫气氛下对硫化镉/铜基薄膜异质结进行退火的策略进一步提高CdS薄膜质量,并将其应用到铜基太阳电池,调控铜基薄膜电池p-n异质结能带匹配.研究表明, CdS薄膜在含硫的惰性气氛中退火可以有效提高CdS薄膜的结晶质量并抑制CZTS/CdS异质结界面的非辐射复合,器件的开路电压得到大幅提升,最高可达718 mV.在器件效率方面,基于溅射法的CZTS太阳电池效率从3.47%提升到5.68%,约为不退火处理的2倍.该研究为铜基薄膜太阳电池器件实现高开路电压提供了可靠的工艺窗口.同时,有力地说明了退火气氛选择对于CdS质量以及CZTS/CdS异质结能带匹配的重要性,除了界面互扩散以外,对薄膜材料组分及其结晶性等均实现了调控.     

镉、锌硫系化合物的单晶薄膜生长与电学性质

本文研究了 CdS、CdSe、CdTe、ZnS、ZnSe和 ZnTe薄膜的外延生长。这种生长是在10~(-4)—5×10~(-5)乇真空条件下进行的。在广阔的外延与蒸发温度范围内,在云母上可用凝集的方法制成单晶薄膜。单晶薄膜的蒸发温度T_(eV)和外延温度 T_(EP)之间的关系如下: 当 T_(EP)≤310℃时,T_(eV)=A_1+T_(EP) 当 T_(EP)≥320℃时,T_(eV)=A_2-2T_(EP) 同时得到了单晶薄膜生长的温度条件与硫系化合物分子量的关系。最完整的单晶薄膜生长的外延温度是300—320℃。并且研究了载流子迁移率和电阻率与单晶薄膜的生长温度条件之间的关系。获得的单晶薄膜具有多种性质。例如合成的CdSe单晶薄膜具有10~5欧姆厘米量级和10~1—10~2欧姆厘米量级的电阻率,并具有十分高的电子迁移率,20—32厘米~2/伏·秒。     

柔性PI衬底上ITO薄膜的制备及性能研究

利用射频磁控溅射的方法在柔性PI衬底上制备ITO薄膜,通过SEM(扫描电子显微镜)、XRD(X射线衍射仪)、四探针测试仪、分光光度计,分析了通氧量、溅射功率、工作气压及衬底温度对ITO薄膜表面形貌、成膜质量和光电特性的影响。结果显示:在纯氩气环境下,溅射功率为200W,工作气压为1.5Pa,在衬底温度为185℃~225℃时,薄膜的光电特性最好,ITO薄膜的电阻率为3.64×10-4Ω·cm,透过率为97%。     

氧对于在Ar/O氛围下用近空间升华法制备的CdS薄膜的影响

采用近空间升华法（CSS）在氩/氧气氛中制备了硫化镉（CdS）多晶薄膜.利用XRD,XPS,AFM,UV-VIS光谱和四探针技术等测试和分析手段系统研究了氧对薄膜的成分、结构、光学和电学等性质的影响.结果表明,用近空间升华法制备的CdS薄膜具有六方相结构,膜层致密、均匀,平均晶粒大小约为40 nm,富硫.氧掺入后部分与镉生成氧化镉,并随着氧含量的增加,薄膜的成分有趋于化学计量比的趋势,光学带隙加宽,光暗电导比增加.此外,还利用扫描电镜（SEM）观察了CdS/CdTe断面结合光谱响应（QE）的结果讨论了氧对CdS/CdTe界面互扩散的影响.发现,随着CdS薄膜制备气氛中氧分压的升高,CdS/CdTe界面的互扩散程度降低,有利于提高器件在500—600 nm波长范围内的光谱响应.认为,氧含量的增加不但使CdS薄膜在光伏应用方面的质量得到改善,而且CdTe太阳电池器件中的CdS/CdTe界面也得到了优化. 关键词： CdS多晶薄膜 近空间升华法 窗口层 界面     

用反应性溅射制备硫化锌薄膜的方法

本文叙述了用反应性溅射制备硫化锌薄膜的方法。在氩气和硫化氢混合气氛中,当直流辉光放电时,氩气溅射到纯锌阴极上,而在置于阳极上的玻璃载片或导电玻璃衬底上形成硫化锌薄膜。 为寻找最佳溅射条件,在不同条件下制作了薄膜,所得结果如下: 延长溅射时间和降低衬底温度均能增加薄膜厚度,当混合气体中的氩气体积约占 70％和混合体的压力约 1.5 ×10~(-1)μ时,薄膜为最厚。 在溅射形成的薄膜的x线辛射图象中,只能看至β-ZnS(111)峰。在溅射过程中,衬底温度越高,β—ZnS(111)的反射也越强。在真空中进一步烧结,可改进薄膜的结晶性能。     

带隙可调的CdS纳米晶薄膜的化学浴制备和光学性质

CdS是一种直接带隙半导体,室温下其禁带宽度约为2.4eV,是一种良好的太阳能电池窗口层材料和过渡层材料。分别以CdCl2和(NH2)2CS作为镉源和硫源,用化学淀积法在玻璃上生长CdS纳米薄膜,考察了Cd2 浓度、淀积温度、淀积时间以及溶液pH值对CdS成膜的影响。紫外可见光吸收谱和荧光光谱的结果表明,在样品的制备过程中,通过改变反应条件如化学试剂的浓度、加热温度、加热时间等来控制薄膜中颗粒的尺寸大小,随着反应温度的逐渐降低或反应时间的减少等可以使得到的CdS纳米晶薄膜中晶粒尺寸逐渐减小,带隙增加;镉离子浓度越小或氨水浓度越大,所得CdS纳米晶薄膜带隙越大。     

离子束溅射原位沉积制备YBa_2Cu_3O_(7-δ)超导薄膜

利用离子束溅射技术在ZrO_2衬底上原位制备出YBa_2Cu_3O_(7-δ)高温超导薄膜。薄膜的零电阻温度T_(co)=88K,临界电流密度J_c(77K)=5.2×10~5A/cm~2用X射线衍射和扫描电镜分析了薄膜特性。本文结果表明用离子束溅射法可原位沉积制备出高质量的超导薄膜。     

用于显示器件的溅射薄膜

利用溅射淀积技术直接得到可用于显示器件的透明导体和光导体薄膜。这些器件主要是以铁电陶瓷板或液晶层作为控制介质的光阀结构。淀积技术可以改进,以淀积在包括热敏材料在内的各种基片上。 溅射淀积的透明电极In_(2-x)Sn_xO_(3-y)(ITO)已被淀积在PLZT(锆钛酸铅镧)铁电陶瓷,玻璃和其他基片材料上。ITO薄膜具有极好的附着力,很坚固,而又易于抛光和刻蚀。对可见光透射很好,近红外的吸收由电导率控制。电阻率为3×10~(-4)Ω.cm的薄膜通常注积在热稳定的基片上,而电阻率为10~(-3)Ω.cm的薄膜很容易在热敏基片上得到。 溅射淀积的CdS在Ar莱塞的514.5nm谱线附近有光敏峰,其光导增益为4×10~3,唁电阻率大于10~7Ω.cm。类似的溅射淀积技术也用于制作以Cd_(1-x)Zn_xS为光导体的器件。Cd_(1-x)Zn_xS的组分是变化的,使薄膜的灵敏度峰值在400至500mm之间与莱塞辐射相配合。这些薄膜没有CdS那样的光敏性,但它们可以透过更多的可见光,对投射光源很不灵敏,所以可用于同时读出——写入系统,也能用于实时显示系统。Cd_(1-x)ZnS的暗电阻率决定于组分,但所有薄膜都超过10~(12)Ω.cm。     

柔性有机电致发光器件导电基板的工艺性能

在聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)柔性衬底上采用直流磁控溅射技术制备了氧化铟锡(ITO)透明导电薄膜,研究了衬底温度、溅射功率和溅射压强等工艺条件对薄膜光电性能的影响,并利用原子力显微镜(AFM)表征了衬底及ITO薄膜的表面形貌。结果表明,在PET衬底温度50℃、溅射功率100W和溅射压强2.66×10-1Pa的条件下,可以得到低方阻(50Ω/□)和高透过率(>90%)的透明导电薄膜。以此柔性ITO衬底为阳极,制备了结构为PET/ITO/NPB/Alq3/Mg∶Ag的柔性有机电致发光器件,在驱动电压为13V时,器件的发光亮度达到了2834cd/m2。     

不同温度下制备的CdTe薄膜对太阳电池光电性能的影响

在不同温度下用近空间升华法（CSS）制备了CdTe多晶薄膜,结合I-V,C-V特性及深能级瞬态谱研究了不同温度制备的CdTe薄膜对CdS/CdTe太阳电池性能的影响.结果表明,制备温度对电池组件的开路电压影响不大,对短路电流和填充因子有影响,CdTe薄膜的深中心对温度和频率的响应基本一致.580℃制备的样品暗饱和电流密度最小,载流子浓度较高,光电特性较好,而且空穴陷阱浓度较低,深中心复合作用较小.在此研究基础上制备出了面积为300 mm×400 mm 关键词： 制备温度 CdTe薄膜 深能级瞬态谱（DLTS） CdS/CdTe太阳电池     

反应溅射氧化锌薄膜的结构特点及性质

以金属Zn(纯度为99.99%)作为靶材,采用离子束反应溅射法在玻璃衬底上溅射沉积了一系列ZnO薄膜样品。通过对薄膜样品X射线衍射(XRD)谱的分析,发现尽管溅射条件不同,但是ZnO薄膜只沿(0002)晶面取向生长。衬底温度和溅射气体的氧分压对薄膜沿c轴取向生长有影响,其中衬底温度的影响较明显。溅射过程中发现衬底温度为360℃最适合(0002)晶面的生长,在此温度下溅射获得了完全沿c轴取向生长且衍射峰最强的ZnO薄膜。室温下测量了ZnO薄膜的发射光谱,发现薄膜在紫外区(364nm附近)、蓝绿区(470nm附近)有较强的发光峰,在紫光区(398nm附近)、蓝光区(452nm附近)和红外区(722nm附近)有较弱的发光峰。ZnO薄膜在空气中退火,对薄膜的结构、发光和电学性质都有一定影响。合适的退火温度可以促进薄膜沿c轴的取向生长;退火后ZnO多晶薄膜的晶粒比未退火的略大;退火使部分发光峰的位置发生偏移并使薄膜的发光强度增强;退火使薄膜的电阻率显著增大,薄膜的电阻率随氧分压的增大而增大。     

化学水浴法制备大面积CdS薄膜及其光伏应用

采用化学水浴法制备了大面积CdS多晶薄膜,研究了薄膜的形貌、结构和光学性质,结果表明,大面积CdS多晶薄膜具有良好的均匀性,通过优化CdS多晶薄膜,制成了不同CdS窗口层厚度的CdTe小面积太阳电池,减薄CdS薄膜可有效提高器件的短路电流,改善器件性能.随后,在面积30cm×40cm的衬底上制备了全面积为993.6cm²的CdTe太阳电池组件,其27个集成单元的电学性质较为均匀,太阳电池组件的光电转换效率8.13%. 关键词： 化学水浴法(CBD) CdS薄膜 CdTe太阳电池 CdTe太阳电池组件     

退火温度对TiO_2纳米薄膜酒精气敏特性影响的研究(英文)

采用直流磁控溅射的方法在Al2O3陶瓷管、硅基片上溅射制备了二氧化钛(TiO2)纳米薄膜材料.将薄膜样品放入管式退火炉中分别在500℃, 700℃和1100℃温度下退火.由于退火温度的不同,薄膜的晶体结构、晶粒尺寸、晶向以及气敏特性都有所不同.利用X射线衍射(XRD)技术和薄膜气敏特性测试,分析了退火温度对薄膜气敏特性的影响.分析结果表明退火温度在500℃时,呈现锐钛矿结构,薄膜具有很好的选择性、很短的反应(恢复)时间.对TiO2薄膜表面进行修饰,发现此TiO2薄膜的最佳工作温度为370℃左右.薄膜的气敏机理也得到了讨论.     

H2 气对脉冲磁控溅射铝掺杂氧化锌薄膜性能的影响

实验采用脉冲磁控溅射法制备铝掺杂氧化锌(AZO)薄膜.为了进一步提高AZO薄膜的光电性能,在溅射过程中加入一定流量的氢气,以高纯ZnO ∶Al₂O₃陶瓷靶为溅射靶材,制备AZO/H透明导电薄膜.通过测试薄膜的结构特性、表面形貌及其光电性能,详细地研究了氢气流量对AZO薄膜性能的影响.溅射过程中引入氢气,可以促进薄膜的晶化,提高薄膜的迁移率和透过率(400—1100 nm).采用纯氩气溅射制备AZO薄膜的电阻率为5.664×10^-4 Ω·cm 关键词： 氧化锌 氢气流量 磁控溅射 太阳电池     

高择优取向Mo薄膜的直流磁控溅射制备及其电学性能

使用直流磁控溅射法在玻璃基底上沉积Mo薄膜,采用X射线衍射仪、原子力显微镜和四探针测试系统研究了溅射工艺对Mo薄膜的结构、形貌和电学性能的影响.结果表明:当基片温度为150 ℃时,薄膜获得(211)晶面择优取向生长,而在低于250 ℃的其它温度条件下,样品则表现为(110)晶面择优取向生长.进一步的表面形貌分析显示:薄膜的粗糙度随基片温度变化不明显,其值大约为0.35 nm,随溅射功率密度的增大而变大|电学性能方面:随着溅射功率密度的升高,薄膜导电性能迅速增强,电阻率呈现近似指数函数衰减|随着基底温度的升高,薄膜的电阻率先减小后增大,当基底温度为150 ℃时,薄膜电阻率降低至最小值2.02×10-5 Ω·cm.     

离子束溅射制备Nb2O5光学薄膜的特性研究

研究了离子束溅射(IBS)制备的Nb₂O₅薄膜的光学特性、应力、薄膜微结构等特性,系统地分析了辅助离子源的离子束能量和离子束流对薄膜特性的影响.结果显示,在辅助离子源不同参数情况下,折射率在波长550 nm处为2.310—2.276,应力值为-281—-152 MPa.在合适的工艺参数下,消光系数可小于10^-4,薄膜具有很好的表面平整度.与用离子辅助沉积(IAD)制备的薄膜相比,IBS制备的薄膜具有更好的光学特性和薄膜微结构. 关键词： 2O₅薄膜')" href="#">Nb₂O₅薄膜 离子束溅射 光学特性 应力     

磁控溅射法结合异位退火制备MgB_2超导薄膜的研究

采用磁控溅射法,结合真空异位退火,成功制备MgB_2超导薄膜,探索了退火温度、退火时间、磁控溅射功率和溅射气压对MgB_2薄膜超导特性的影响。通过XRD、SEM和PPMS测量的结果来分析退火及溅射的工艺参数对MgB_2超导薄膜的晶体结构、表面形貌及超导性能的影响。研究表明,退火温度为670℃,退火时间为2h,MgB_2靶溅射功率控制在300W,Ar溅射气压保持为2Pa,MgB_2薄膜表现出最优的超导特性,其临界电流密度Jc为1.8×105A/cm2。     

p型未掺杂富锌ZnO薄膜的形成和性能研究

以高纯ZnO为靶材,氩气为溅射气体,利用射频磁控溅射技术在石英衬底上生长出纤锌矿结构的富锌ZnO薄膜.薄膜沿(002)择优取向生长,厚约为1.2μm,呈现电绝缘特性.将溅射的ZnO薄膜在10-3Pa,510~1 000 K的温度范围等温退火1 h,室温Hall测量结果表明ZnO薄膜的导电性能经历了由绝缘—n型—p型—n型半导体的变化.XPS测试表明ZnO薄膜的Zn/O离子比随退火温度的升高而降低,但一直是富锌ZnO,说明未掺杂的富锌ZnO也可以形成p型导电.p型未掺杂富锌ZnO薄膜的形成可归因于VZn受主浓度可以克服VO和Zni本征施主的补偿效应.