氧化亚铜的制备及其光电器件的制备

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1、暨南大学硕士学位论文题名(中英对照)：氧化亚铜的制备及其光电器件的制备ThepreparationofCuprousoxideandphotoelectricdevices作者姓名：苏明泽指导教师姓名谢伟广及学位、职称：博士教授学科、专业名称：理学凝聚态物理学位类型：(学术学位/专业学位)学术学位论文提交日期：2016年5月论文答辩日期：2016年5月答辩委员会主席：论文评阅人：学位授予单位和日期：暨南大学2016年6月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及取得的研究成果。除了文

2、中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得暨南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谢意。学位论文作者签名：签字日期：年月日暨南大学硕士学位论文摘要Cu2O具有2.1eV的直接带隙，是一种优良的p型半导体氧化物材料，可以应用于场效应晶体器件、光催化、光电转换和探测。然而Cu2O的缺陷对材料的光电性质产生巨大的负面作用，因此如何制备高质量的Cu2O晶体，并且抑制器件制作过程中缺陷的产生

3、是Cu2O材料进一步走向应用的制约因素。本论文通过研究热氧化制备Cu2O晶体的方法，揭示Cu2O中缺陷对晶体结构、光电性质的影响。我们进一步探索Si/Cu2O异质结器件在光电转换领域的应用，揭示界面性质对器件性能的影响，主要内容及结果如下：（1）通过高温热氧化法制备出结晶性、透光性很好，带隙宽度约为1.96eV，晶粒尺寸平均约为0.64cm2，霍尔迁移率为60-70cm2/Vs的晶体薄片。并且研究了热氧化法制备的Cu2O晶体生长条件对晶体结构和晶体形貌的影响，以及对其光电性质进行了系统的分析。（2）通过热蒸发

4、的方法制备了高纯的Cu2O薄膜，利用XPS分析了将薄膜沉积在Si表面分别进行甲基钝化处理和氢化处理对Si/Cu2O异质结表面的影响。得出Si表面甲基化处理能够抑制硅表面的氧化，对比两种处理方法得出甲基钝化处理Si表面可以提高Si/Cu2O异质结的光电性能获得了稳定性好的器件。并比较了将Cu2O薄膜分别沉积在Si金字塔结构和Si平面结构两种异质结器件性能，优化沉积薄膜厚度后效率可以达到6.02%。（3）通过射频磁控溅射的薄膜制备工艺，控制氩气和氧气的流量以及溅射功率，对薄膜表面形貌、厚度等分析，优化溅射的工艺参

5、数获得了光电性能优良、单一相的Cu2O薄膜材料。并通过对Si表面甲基钝化处理抑制硅表面的氧化，和生长金字塔结构有效的增加光吸收，由此来提高Si/Cu2O异质结的光电性能并获得了较高的器件效率1.05%。关键词：晶体生长，光电特性，热氧化，热蒸发，射频磁控溅射，Cu2O薄膜，Si/Cu2O异质结，器件性能I暨南大学硕士学位论文AbstractCu2Ohasadirectbandgapof2.1eV,itisanexcellentp-typesemiconductoroxidematerialthatcanbea

6、ppliedtoafieldeffectcrystaldevices,photocatalytic,photovoltaicanddetection.However,Cu2Odefectsphotoelectricpropertiesofthematerialhaveahugenegativeeffect,sohowtopreparehigh-qualityCu2OcrystalsandinhibittheproductionofthedevicemanufacturingprocessdefectsisCu

7、2Omaterialfurthertoapplicationconstraints.TheresearchpaperpreparedbythermaloxidationofCu2Ocrystalmethod,Cu2Orevealtheeffectsofdefectsonthecrystalstructure,optoelectronicproperties.WefurtherexploreSi/Cu2Oheterojunctionphotovoltaicdeviceapplicationsinthefield

8、ofinterfacialpropertiesrevealtheimpactondeviceperformance,themaincontentsandresultsareasfollows:(1)Thecrystallinepreparedbyhightemperaturethermaloxidationmethod.Thetransmissionoflightisverygood,thewidt