cbd法制备大面积cds薄膜及光伏应用

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1、分类号：密级：天津理工大学研究生学位论文CBD法制备大面积CdS薄膜及光伏应用（申请硕士学位）学科专业：物理电子学研究方向：半导体薄膜材料与器件作者姓名：尹富红指导教师：王志勇薛玉明2014年12月iThesisSubmittedtoTianjinUniversityofTechnologyfortheMaster’sDegreePreparationofLargeScaleCdSThinFilmsbyCBDforSolarCellsByYinFuhongSupervisorProf.WangZhiyong,Xueyu

2、mingDecember2014ii独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得天津理工大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名：签字日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解天津理工大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权天津理工大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关

3、数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编，以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复本和电子文件。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：导师签名：签字日期：年月日签字日期：年月日iii摘要硫化镉在薄膜太阳电池中应用广泛。无论在CIGS（I–III–V材料）还是CdTe(II–VI材料），或者CZTS薄膜材料体系电池中，CdS都是非常关键的一层。在CdTe电池中CdS作为n型半导体材料，在CIGS薄膜太阳电池中CdS作为缓冲层介于CIGS和ZnO之间的关键层，一方面作为

4、n型半导体材料，另一方面可以调节CIGS和ZnO带隙梯度。为了制备透明的和高电阻率的CdS薄膜，研制出很多种方法制备获得。如化学气相沉积（CVD），电镀，射频磁控溅射，化学水浴法。而制备无针孔的CdS薄膜一般使用CBD法，其价格低廉且所制备的薄膜与CIGS晶格失配较小。在用CBD法制备CdS薄膜有使用缓冲剂的低氨的方法，也有不使用缓冲剂的高氨的方法。本文采用化学水浴法制备10cm×10cm大面积CdS薄膜。调整合适的工艺参数为达到节约资源，提高沉积速率，制备透过率高均匀性好的CdS薄膜，并且在光伏器件中作为缓冲层使用。

5、其反应包含两个部分即孤立离子之间发生化学反应即异质成核和反应生成的分子团聚集过程即同质成核。这两部分反应是竞争反应，而异质成核所制备的薄膜透过率和附着性都是比同质反应要好的，所以需要调整合适工艺参数使得薄膜生长大部分处于异质生长成膜。本文通过一些正交实验在不同的温度条件下调节转子转速和药品计量比来满足该需求。关键词：薄膜太阳电池CdSCBD缓冲层iAbstractAbstractCdSthinfilmiswidelyusedinsolarcell.ItisusedasbufferlayerinCIGSandCZTSso

6、larcells.CdSisusedasann-typesemiconductorinCdTesolarcell,aswellasitisusedinCIGSsolarcellasbufferlayer,thefunctionistomodifybandgapgradientbetweentheCIGSandZnO.InordertoprepareproperCdSthinfilmwithhightransmittanceandhighresistance,someprocesseshasbeenused,likech

7、emicalvapordeposition,electroplating,ratiofrequencymagnetronsputteringandchemicalbathdeposition.OtherwiseCBDmethodisusuallyusedinpreparingCdSbufferlayer,andtheCBDmethodischeapandcouldpreparedCdSthinfilmwithlesslatticemismatch.IntheprocessoftheCBDitcouldbeclassif

8、iedbythequantityuseofammonia,thereishighammoniamethodandlessammoniamethodandno-ammoniamethod.WemodifiedprocesstopreparelagerscaleCdSthinfilms(10×10cm)inordertoreducet