PLD法制備SnS、ZnS薄膜及其器件的研究.pdf

1、SnS薄膜是一種新型光伏材料，適合作為太陽(yáng)電池和光電器件光吸收層。ZnS薄膜具有較高的可見光透過率和良好的光電性能，適合作為太陽(yáng)能電池的窗口層。SnS和ZnS薄膜在異質(zhì)結(jié)太陽(yáng)電池中有很好的應(yīng)用潛力。本文研究脈沖激光沉積法制備SnS、ZnS薄膜及其器件，主要研究不同退火溫度對(duì)SnS薄膜的影響，能量密度和重復(fù)頻率對(duì)ZnS薄膜的影響，以及SnS/ZnS異質(zhì)結(jié)器件的制備。
　　利用脈沖激光沉積法在玻璃襯底上生長(zhǎng)、并經(jīng)Ar保護(hù)下快速退火制備

2、SnS薄膜。利用X射線衍射、拉曼光譜、X射線能量色散譜、原子力顯微鏡、紫外-可見-近紅外分光光度計(jì)等表征手段，對(duì)不同條件下（脈沖激光能量:90mJ和140mJ;退火溫度:100℃至400℃）制各SnS薄膜的晶體結(jié)構(gòu)、化學(xué)組分、表面形貌、光學(xué)特性等進(jìn)行表征分析。結(jié)果表明:脈沖激光能量為140mJ、退火溫度為300℃時(shí)所制備的SnS薄膜結(jié)晶質(zhì)量良好、擇優(yōu)取向生長(zhǎng)良好、成分接近理想配比(Sn∶S=1∶1.03)、光吸收系數(shù)為105cm-1量級(jí)

3、。
　　利用脈沖激光沉積法在玻璃基片上、以不同的激光能量密度和脈沖重復(fù)頻率制備了一系列ZnS薄膜。利用X射線衍射、紫外-可見-近紅外分光光度計(jì)等，對(duì)ZnS薄膜的晶體結(jié)構(gòu)、光學(xué)特性等進(jìn)行表征，計(jì)算或分析了薄膜樣品的結(jié)晶性、晶粒尺寸、光學(xué)常數(shù)和禁帶寬度。結(jié)果表明:所制備ZnS薄膜的結(jié)晶質(zhì)量良好，為(002)晶面擇優(yōu)取向生長(zhǎng)，而較高的激光能量密度結(jié)合較低的重復(fù)頻率是生長(zhǎng)高質(zhì)量ZnS薄膜的條件。在激光能量密度為7.5J/cm2、重復(fù)頻率為

4、2Hz條件下制備的ZnS薄膜，為纖鋅礦結(jié)構(gòu)，結(jié)晶度和擇優(yōu)取向度最高，堆積密度為0.967，可見光透過率高，禁帶寬度為3.55eV。
　　在玻璃襯底上利用脈沖激光沉積制備In/p-SnS/n-ZnS/In異質(zhì)結(jié)器件。I-V測(cè)試結(jié)果表明該器件具有良好的整流特性和微弱的光伏特性，在0.35mW/cm2光照條件下，開路電壓Uoc為0.34V，短路電流Isc為1.41×10-9A，短路電流密度Jsc為7.01×10-9A/cm2，填充因子F