化學(xué)沉積法制備CuInS2薄膜及性能研究.pdf

1、本文基于生物礦化制備硫化鉛(PbS)基礎(chǔ)上，以溶液為媒介結(jié)合化學(xué)沉積，構(gòu)建了一中新穎的化學(xué)沉積法制備無(wú)機(jī)功能材料的體系。此種方法實(shí)現(xiàn)了常溫常壓下溶液環(huán)境中化學(xué)沉積法制備無(wú)機(jī)材料膜。首先在溫和條件下制備In2S3/Cu2S復(fù)合薄膜，進(jìn)而通過(guò)硫化退火處理，獲得CuInS2薄膜材料。研究了退火溫度對(duì)于薄膜形貌、結(jié)構(gòu)性能等方面的影響。結(jié)果表明，這一方法不同于以往制備薄膜的方法，降低了設(shè)備投資、簡(jiǎn)化了技術(shù)復(fù)雜性，為制備價(jià)格低廉的CIS類薄膜材料提

2、供一種有效方法。
　　 具體的工作包括以下兩個(gè)方面：
　　 1．兩步沉積In2S3/Cu2S復(fù)合薄膜及CuInS2薄膜的制備和性能研究
　　 以牛血清蛋白(BSA)生物大分子作為有機(jī)模板，引入氨氣擴(kuò)散催化硫代乙酰胺水解，在氣液界面上獲得了具有良好晶面取向的In2S3、Cu2S材料。這類材料雖然具有較好的結(jié)構(gòu)特征，但是這類材料厚度太薄，與基底的結(jié)合力也較差，很難形成大面積有序的復(fù)合薄膜，不利于后續(xù)的硫化退火處理。同

3、時(shí)我們發(fā)現(xiàn)In2S3、Cu2S很容易在槽子的底部形成均勻致密的薄膜，基于此，我們利用化學(xué)沉積方法首先在基底上沉積了均勻致密的In2S3薄膜，再以In2S3薄膜為基底，沉積Cu2S，獲得了均勻致密的In2S3/Cu2S復(fù)合薄膜。以該復(fù)合薄膜為前軀體，通過(guò)硫化退火處理，獲得了CuInS2薄膜。并著重考察了退火溫度對(duì)于薄膜形貌、結(jié)構(gòu)及其光學(xué)特性的影響。結(jié)果表明：隨著退火溫度的升高，薄膜逐漸由片狀轉(zhuǎn)化為顆粒；薄膜中Cu2S、In2S3相逐漸消失

4、，薄膜的結(jié)晶性逐漸增強(qiáng)，呈現(xiàn)為黃銅礦結(jié)構(gòu)，并且晶粒尺寸逐漸增加；薄膜在可見(jiàn)光區(qū)的吸收帶越來(lái)越寬，薄膜的帶隙發(fā)生明顯改變。
　　 2．一步沉積In2S3/Cu2S復(fù)合薄膜及CuInS2薄膜的制備和表征
　　 第二章中的In2S3/Cu2S復(fù)合薄膜是利用兩步沉積的方法制備的，操作相對(duì)復(fù)雜。因此在第三章中，我們嘗試采用一步共沉積的方式制備In2S3/Cu2S復(fù)合薄膜。首先在三水合硝酸銅、硫酸銦和硫代乙酰胺的混合溶液中反應(yīng)制備了