热蒸发法制备硫化镉（CdS）多晶薄膜及性能研究.pdf

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1、·28·材料导报B：研究篇2013年1月(下)第27卷第1期热蒸发法制备硫化镉(CdS)多晶薄膜及性能研究邵秋萍，张华，门传玲，田子傲，安正华。(1上海理工大学能源与动力工程学院，上海200093；2复旦大学先进材料实验室，上海200433)摘要采用热蒸发法在5o℃、100℃、150℃这3种不同的基底温度下沉积CdS薄膜，且对150℃生长的CdS薄膜取样进行退火处理30min，并对所有样品的微观结构和光学特性进行了分析。结果表明，不同基底温度下制备的CdS薄膜均具有(002)择优取向生长的特征，且随着基底温度的升高，(0

2、02)特征衍射峰强度增加，半高宽变小，相应薄膜结晶度增大，有利于晶粒的生长。最终发现，150℃生长且经过退火处理的薄膜具有较为明显的六方相CdS多晶薄膜结构和较优的光学性能，能满足高效CIGS薄膜电池中缓冲层材料的基本要求。关键词CdS薄膜热蒸发微观结构光学特性中图分类号：TK514；TPA3文献标识码：ACharacterizati0n0fP0lycrystaIlineCdSThinFilmsPreparedbyThermalEvaporationSHAOQiuping，ZHANGHua，MENChuanling，TI

3、ANZiao，ANZhenghua(1SchoolofEnergyandPowerEngineering，UniversityofShanghaiforScienceandTechnology，Shanghai200093；2LaboratoryofAdvancedMaterials，FudanUniversity，Shanghai200433)AbstractCdSfilmsweredepositedontoglasssubstratesatthesubstratetempertureof50℃，1O0℃。150℃by

4、thermalevaporation，theeffectofthetemperaturewaspresented．TheCdSfilmdepositedatsubstratetempertureof150℃wasannealedat150℃for30min．Thedepositedfilmswerecharacterizedfortheirmorphology，structureandopticalproperty．ForalltheCdSfilmsdepositedatdifferentsubstratetempera

5、ture，thepreferentialorientationisalong(002)plane．Andasthetemperaturebecomehigher，theintensityofpeakofthe(002)planeincreasedrapidly，andthefullwidthat-half-maximum(FWHM)valuesofthepeakbecamesomewhatnarrowerathighersubstratetem—perature．CdSannealedhasthebettercrysta

6、llinepropertyandopticalproperty．ThisnewmethodleadstotheimprovedperformanceofCIGSsolarcellsandalsosimplifythewholefabricationtechnology．KeywordsCdSfilm，thermalevaporation，structure，opticalproperty硅衬底上生长CdS薄膜，来分析不同基底材料对薄膜生长的0引言影响[=lJ。CdS层还有两种作用：①防止射频溅射ZnO时对硫化镉(CdS)

7、作为一种重要的Ⅱ一Ⅵ族化合物直接带隙CIGS吸收层的损害；②Cd、S元素在CIGS吸收层中扩散，s半导体，室温下具有2．45eV的禁带宽度l】j，是一种良好的窗元素可以钝化表面缺陷，Cd元素可以使表面反型口。口层和过渡层材料]，广泛应用于光伏电池、光敏器件、传感制备CdS薄膜常用的方法有溅射法[1、有机金属化学器、激光器和非线性集成光电器件等领域[3～]。因为CdS具气相沉积(Metalorganicchemicalvapordeposition，有很高的吸收率以及光电转换效率，所以高效率Cu(In，MOCVD)、近空间

8、升华[=1一(Closespacesublimation，CSS)、Ga)Se。电池在ZnO窗口层和CIGS吸收层之间引入一个缓化学水浴沉积法l1叼(Chemicalbathdeposition，CBD)。其冲层CdS】。它在低带隙(z—O～0．4时带隙宽度为1．O4～中化学水浴沉积法是近年来最常用的一种制备CdS薄