ZnTe（ZnTe：Cu）多晶薄膜的XPS研究

用共蒸发法在室温下制备了ZnTe及ZnTe：Cu多晶薄膜，测量了电导率温度曲线，发现不掺杂的ZnTe薄膜的暗电导随温度的增加而线形增加，呈常规的半导体材料特征；掺Cu的ZnTe薄膜在温度较低时，lnσ随温度升高而缓慢增加，随后缓慢降低，达到一极小值，当温度继续升高时又陡然增加，呈现异常现象。用XPS研究了N2气氛下退火前后表面状态，发现不掺Cu的ZnTe薄膜呈现富Te现象。掺Cu后Te氧化明显，以ZnTe形式存在的Te明显减少；ZnTe：Cu薄膜中Zn的含量在退火前后变化明显，退火前，Zn主要以ZnTe形式存在，退火后Zn原子向表面扩散，使表面成分更加均匀，谱峰变宽；退火时，部分Cu原子进入晶格形成CuxTe相，引起载流子浓度变化，导致ZnTe：Cu多晶薄膜的电导温度关系异常。     

CdTe太阳电池中起因于Cu的深能级

在CdTe太阳电池中,易引入并形成Cu深能级中心. 本文采用深能级瞬态谱测试法研究了ZnTe背接触和石墨背接触CdTe太阳电池的部分深能级中心. 研究中运用密度泛函相关理论,分析闪锌矿结构CdTe,Cd空位体系和掺Cu体系的电子态密度,计算得出T_d场和C_3v场下Cu²⁺ d轨道的分裂情况. 计算结果表明,CdTe太阳电池中的E_v+0206 eV和E_v+0122 eV两个深中心来源于Cu替代Cd原子. 计算结果还表明,掺入Cu可降低CdTe体系能量. 关键词： 深能级瞬态谱 第一性原理 CdTe Cu杂质     

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。     

Deep level transient spectroscopy investigation of deep levels in CdS/CdTe thin film solar cells with Te:Cu back contact

Deep levels in Cds/CdTe thin film solar cells have a potent influence on the electrical property of these devices. As an essential layer in the solar cell device structure, back contact is believed to induce some deep defects in the CdTe thin film. With the help of deep level transient spectroscopy (DLTS), we study the deep levels in CdS/CdTe thin film solar cells with Te:Cu back contact. One hole trap and one electron trap are observed. The hole trap H1, localized at E_v+0.128~eV, originates from the vacancy of Cd (V_Cd. The electron trap E1, found at E_c-0.178~eV, is considered to be correlated with the interstitial Cu_i⁼ in CdTe.     

ZnTe(ZnTe∶Cu)多晶薄膜的XPS研究

用共蒸发法在室温下制备了ZnTe及ZnTe∶Cu多晶薄膜,测量了电导率温度曲线,发现不掺杂的ZnTe薄膜的暗电导随温度的增加而线形增加,呈常规的半导体材料特征;掺Cu的ZnTe薄膜在温度较低时,lnσ随温度升高而缓慢增加,随后缓慢降低,达到一极小值,当温度继续升高时又陡然增加,呈现异常现象。用XPS研究了N₂气氛下退火前后表面状态,发现不掺Cu的ZnTe薄膜呈现富Te现象。掺Cu后Te氧化明显,以ZnTe形式存在的Te明显减少;ZnTe∶Cu薄膜中Zn的含量在退火前后变化明显,退火前,Zn主要以ZnTe形式存在,退火后Zn原子向表面扩散,使表面成分更加均匀,谱峰变宽;退火时,部分Cu原子进入晶格形成Cu_xTe相,引起载流子浓度变化,导致ZnTe∶Cu多晶薄膜的电导温度关系异常。     

CdTe太阳电池的不同背电极和背接触层的特性研究

用Ni替代Au来作为CdTe太阳电池的背电极，比较了Ni,Ni/Au,Au/Ni及Au背电极对电池性能的影响.发现Ni作为背电极和ZnTe/ZnTe:Cu复合层接触，电池的开路电压V_oc略有降低，填充因子FF有增有减，变化幅度不大，但因短路电流I_sc有较大的提高，转换效率η平均增长4％.测试了不同背电极的CdTe太阳电池的暗I-V和C-V特性，对背电极剥离后的样品进行了XPS测试分析.结果表明，Ni扩散到ZnTe/ZnTe:Cu复合层的深度比Au多，且大多呈离子态，与ZnTe/ZnTe:Cu复合层中的富Te离子形成Ni_xTe，提高了掺杂浓度，使电池性能获得改善. 关键词： 金属背电极 复合背接触层 转换效率 CdTe太阳电池     

光谱分析气体状态对近空间升华沉积CdTe多晶薄膜的影响

在CdTe多晶薄膜太阳电池制备中用近空间升华法生长了CdTe多晶薄膜,沉积工作气体的状态决定了薄膜的结构、性质。文章首先分析了近空间沉积的物理机制,测量了近空间沉积装置内的温度分布,使用氩氧混合气体为工作气体,其中重点讨论了该气体状态(包括气氛和气压)与薄膜的初期成核的关系,即择优取向程度和光能隙与气氛和气压的关系。结果表明,(1)不同气氛下沉积的CdTe薄膜均为立方相结构。随氧浓度的增加,σ增加,氧浓度为6%时,σ最大,之后随氧浓度增加,σ降低,在12%达到最小,然后随氧浓度的增加而增加, 在氧浓度为9%时沉积的结晶更完整。CdTe薄膜的光能隙为1.50～1.51 eV;(2)在氩氧气氛下氧浓度为9%,不同气压下制备的样品,均有立方相CdTe, 此外, 还有CdS和SnO₂:F衍射峰。CdTe晶粒随气压增加有减小趋势,随气压的增加,透过率呈下降趋势,相应的CdTe吸收边向短波方向移动;(3)在氩氧气氛下氧浓度为9%,采用衬底温度550 ℃,源温度620 ℃,沉积时间4 min时制备的CdTe多晶薄膜获得了转换效率优良的结构为SnO₂:F/CdS/CdTe/Au的集成电池。     

具有高阻抗本征SnO2过渡层的CdS/CdTe多晶薄膜太阳电池

采用超声喷雾热解法制备了具有高阻抗的本征SnO₂透明导电膜，将其运用在CdS层减薄了的CdS/CdTe多晶薄膜太阳电池中，对减薄后的CdS薄膜进行了XRD,AFM图谱分析，并对电池进行了光、暗I-V，光谱响应和C-V测试.结果表明，在高阻膜上沉积的减薄CdS薄膜(111)取向更明显，但易形成微孔.引入高阻层后，能消除CdS微孔形成的微小漏电通道，有效保护p-n结，改善了电池的并联电阻、填充因子和短波响应，使载流子浓度增加，暗饱和电流密度减小，从而电池性能得到改善，电池转换效率增加了14.4%. 关键词： CdTe电池 过渡层 效率     

CdS/CdTe薄膜太阳电池的深能级瞬态谱和光致发光研究

用深能级瞬态谱和光致发光研究了无背接触层的CdS/CdTe薄膜太阳电池的杂质分布和深能级中心.得到了净掺杂浓度在器件中的分布.确定了两个能级位置分别在E_V+0365 eV和E_V+0282 eV的深中心,它们的浓度分别为167×10¹² cm^-3和386×10¹¹ cm^-2,俘获截面分别为143×10^-14cm²和153×10^-16cm².它们来源于以化学杂质形式存在的Au和（或）Te_Cd^-复合体,或与氩氧气氛下沉积CdTe时的氧原子相关. 关键词： 深能级瞬态谱 光致发光 CdS/CdTe太阳电池     

沉积条件对ZnTe/ZnTe:Cu薄膜结构及CdTe电池性能的影响

用共蒸发法沉积了ZnTe/ZnTe:Cu复合多晶薄膜,通过XRD,XPS,C-V,I-V等研究了沉积温度对薄膜结构、Cu浓度分布及电池性能的影响.结果表明,沉积温度对薄膜的结构影响不明显,薄膜呈立方相,经185 ℃退火后出现了六方相.对薄膜的剖析发现,Cu浓度分布呈现先上升到一极大值而后快速下降的趋势, 100 ℃沉积的ZnTe/ZnTe:Cu薄膜,ZnTe层起到了阻止Cu扩散作用,用这种薄膜制作的太阳电池X_D较大 关键词： ZnTe多晶薄膜 沉积温度 薄膜结构 器件性能