化学沉积法制备CuInS2薄膜及性能研究.pdf

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1、PreparationandCharacterizationofCuInS2FilmsbyChemicalDepositionMethodADissertationSubmiRedtotheGraduateSchoolofHenanUniversityinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofScienceByHuangCanlingSupervisor：Prof．ZhangXingtangJune，2011关于学位论文独创声明和学术诚信承诺表人向：0南夫学提出l蠢士学位审请．本人孙

2、重声明：所呈交的学位论交芝泰久在导师的指导下独立完成的．对所研究的课题有：圻的见解。据我所知，除文中籽删加以说-埘、抒j主和致邂的地方々}．论文申不包括其他人已经发表或援写过的硼完成果，也不包括。搀他人为茨得任何教育、毒}研枫构的学位或证书而使用过的材料，与我一同．-律的闻+孥对拳磅宪所徽的任何贡铁均已在论之中作了明确的说日Jl并表示了谢怠，在此冬人氟重承诺：所呈交的学位论文不存在黠弊作伪行为．文凑。自负．学位申请人(学位论文作者)签名：f窆!!尘：i堡劳j。hIo20lf每每月￡日关于学位论文著作权使用授权书本人经河南大学宙核批：鑫授予硕士学位，作为学位论

3、文的作者，本人完全_，；

4、雩并同意：吓南欠学有关{拳留、使用学位论丈的要求。即河南大学有权向国家图书馆、摹}研信息机构、敏穗牧桀机构和衣援图书馆等提供学位论文(纸赝文冬和电子文本)以供公众检索，查溺，本人授权河南大学出于宣扬，展览学校学术发展和进行学术交流等日的．可以采取影印。缩印．扫描和拷燹等复制手段保存．j￡编学位论欠{纸质文本和电’产文本)．f涉及保密内吝的学位论文在解密后适用本援权书)岳㈣，≮；学位获得者f学位论文作者)签毫：!竺型垒：!袅201学位沧I乏指导教师签名：201日／；一日h．名一h丹扬

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9、制备硫化铅(PbS)基础上，以溶液为媒介结合化学沉积，构建了一中新颖的化学沉积法制备无机功能材料的体系。此种方法实现了常温常压下溶液环境中化学沉积法制备无机材料膜。首先在温和条件下制备In2S3／Cu2S复合薄膜，进而通过硫化退火处理，获得CulnS2薄膜材料。研究了退火温度对于薄膜形貌、结构性能等方面的影响。结果表明，这一方法不同于以往制备薄膜的方法，降低了设备投资、简化了技术复杂性，为制备价格低廉的CIS类薄膜材料提供一种有效方法。具体的工作包括以下两个方面：1．两步沉积In2SgCu2S复合薄膜及CulnS2薄膜的制备和性能研究以牛血清蛋白(BSA)生

10、物大分子作为有机模板，引入氨气扩散催化硫代乙酰胺水解，在气液界面上获得了具有良好晶面取向的In2S3、Cu2S材料。这类材料虽然具有较好的结构特征，但是这类材料厚度太薄，与基底的结合力也较差，很难形成大面积有序的复合薄膜，不利于后续的硫化退火处理。同时我们发现In2S3、CUES很容易在槽子的底部形成均匀致密的薄膜，基于此，我们利用化学沉积方法首先在基底上沉积了均匀致密的In2S3薄膜，再以In283薄膜为基底，沉积CuES，获得了均匀致密的In2S3／CUES复合薄膜。以该复合薄膜为前躯体，通过硫化退火处理，获得了CulnS2薄膜。并着重考察了退火温度对于

11、薄膜形貌、结构及其光学特性的影响。结果表明：随着退火温度的升高，薄膜逐渐由片状转化为颗粒；薄膜中CuES、In283相逐渐消失，薄膜的结晶性逐渐增强，呈现为黄铜矿结构，并且晶粒尺寸逐渐增加；薄膜在可见光区的吸收带越来越宽，薄膜的带隙发生明显改变。2．一步沉积In2SgCu2S复合薄膜及CulnS2薄膜的制备和表征第二章中的In2S3／CUES复合薄膜是利用两步沉积的方法制备的，操作相对复杂。因此在第三章中，我们尝试采用一步共沉积的方式制备In2S3／Cu2S复合薄膜。首先在三水合硝酸铜、硫酸铟和硫代乙酰胺的混合溶液中反应制备了In2S3／Cu2S复合薄膜，在

12、此基础上进行硫化退火，获得了CulnS2薄膜材料。同样研究了退火温度对于薄膜形貌、结构及光学性质等方面的影响。结果发现，得到CulnS2薄膜归属于黄铜矿结构，随着退火温度的升高，薄膜的结晶性增强，晶粒逐渐变大，可见光区的吸收带逐渐变宽，光化学沉积法制备CulnS2薄膜及性能研究学带隙值变小。针对薄膜与基底结合不牢和反应时问过长的问题，我们将反应温度提高至45oC，在两小时内获得了复合薄膜，经过硫化退火处理之后得到了黄铜矿结构CuInS2薄膜。关键词：化学沉积，CuInS2薄膜，硫化退火ABSTRACTBasedonthepreparationofleadsu

13、lfidemineralization(PbS)，a