化学水浴法制备CdS薄膜退火工艺的研究-论文.pdf

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1、第36卷第1期压电与声光Vo1．36No．12014年O2月PIEZOELECTRICS&ACOUSTOOPTICSFeb。2014文章编号：1004—2474(2014)01～0120—04化学水浴法制备CdS薄膜退火工艺的研究詹红，李建康(苏州科技学院数理学院，江苏苏州215009)摘要：基于化学水浴沉积法以硫脲为硫源，醋酸镉为镉源，氨水作为缓冲剂，制备太阳能电池用半导体薄膜硫化镉(CdS)，研究不同的退火温度和是否涂敷CdC1溶液对CdS薄膜的影响。采用X线衍射仪、电子扫描电镜和紫外／可见光分光光度计研究了不同退火工艺对硫化镉薄膜的

2、结构、形貌及光学特性的影响。实验表明，悬涂CdC1z溶液退火处理可明显改善CdS薄膜的结晶及其光学性质，最佳退火温度为400℃，退火时间为60min。关键词：化学水浴沉积法；太阳能电池；硫化镉薄膜；退火；结晶中图分类号：TM23；O69文献标识码：AStudyonAnnealingTreatmentofCdSFilmPreparedBychemicalBathDepositionZHANHong，LIJiankang(CollegeofMathematicsandScience，SuzhouUniversityofScienceandTe

3、chnology，Suzhou215009，China)Abstract：Basedonthechemicalbathdeposition，semiconductorthinfilmcadmiumsulfide(CdS)forsolarceilswerepreparedwiththiourea，aceticacid，aquaammoniausedasthesourceofCdSandthebufferingagent，respec—tively．Theeffectsofdifferentannealingtemperatureandcoa

4、tingCdC12methanolsolutionornotonCdSthinfilmarestudied．XRD、SEMandtheUVspectrophotometerwereusedtostudytheeffectofthestructure，morphologyandopticalpropertyofthedepositedCdSfilm．TheresultsshowthatcoatingCdC12methanolsolutionannealingtreatmentcanobviouslyimprovecrystalquality

5、ofthefilmanditsopticalproperty．Thebestannealingtemperatureis400℃．Theannealingtimeis60min．Keywords：chemicalbathdeposition；solarcells；CdSfilmdeposition；annealing；crystallize0引言成本低，方法简单嘲，且得到的薄膜的性质较易控制而广受人们青睐。在半导体材料中，硫化镉(CdS)的化学性能是本实验采用在CBD制备CdS半导体薄膜，探较稳定的，因为CdS是一种属于II一Ⅵ族的化合物

6、，讨不同退火工艺对CdS成膜的影响，并对膜的结半导体材料的禁带宽度为2．42eV，能透过绝大多构、形貌及其光学特性进行了研究。数的太阳光，在太阳能电池的运用中是一种优良的n型光电导窗口材料。另外，纳米CdS因具有独特1实验的光电性能及显著的量子尺寸效应，是一种具有研1．1衬底表面预处理．究潜力的光电半导体材料，同时它制备起来很便宜，实验中使用的衬底为20mm×8Oinln×lmill适合进行大规模的生产[1]。制备CdS薄膜的方法的氧化铟锡(ITO)导电玻璃，首先对衬底进行了清有化学水浴法(CBD)_2]、物理气相沉积法(PVD)[3]、

7、洗处理，步骤如下：近空间升华法(css)[4]、喷涂热分解法l_5]、脉冲激光1)用浓硝酸浸泡15min，取出后在去离子水中沉积法]和电镀_7]等，其中在制备CdS薄膜上应用漂洗。最广泛的方法是CBD。CBD法是一种在较低温度2)在Na0H溶液中清洗，再用去离子水冲洗。下制备大面积半导体薄膜的化学方法，因为其制备3)放入丙酮溶液中，超声清洗10min。收稿日期：2013-05—02作者简介：詹红(1988一)，女，江苏苏州人，硕士生，主要从事材料化学的研究及其应用。李健康，教授，硕士生导师。第1期詹红等：化学水浴法制备CdS薄膜退火工艺的

8、研究4)放入无水乙醇中，再超声清洗10rain，最后26．5。、28．7。、44．5。和51．8。处出现衍射峰，且衍射用去离子水冲洗。峰的强度并不很高，说明CdS在该种条件下结晶性5)将玻璃衬