離子層氣相反應(yīng)法（ILGAR）制備硫?qū)侔雽?dǎo)體薄膜的研究.pdf

1、納米晶太陽能電池(NPC)以其簡單的工藝，低廉的成本以及可實(shí)現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)等優(yōu)勢成為綠色能源領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。本文綜述了太陽能電池及其光敏化、吸收材料的發(fā)展，研究了NPC太陽能電池?zé)o機(jī)硫?qū)侔雽?dǎo)體光吸收層薄膜新型化學(xué)法的制備。 課題選擇CdS，CuInS2硫?qū)侔雽?dǎo)體材料分別作為NPC太陽能電池中緩沖層和光吸收層，采用離子層氣相反應(yīng)法(ILGAR)，研究了制備條件對薄膜結(jié)構(gòu)與性能的影響，如陽離子吸附方式、溶劑種類、混合離子濃度及配比

2、、硫化反應(yīng)溫度、熱處理溫度、時(shí)間與氣氛、薄膜生長與厚度控制、Ga摻雜等。采用XRD、SEM、UV-Vis、XPS、HALL系統(tǒng)等對薄膜晶型、微結(jié)構(gòu)、化學(xué)計(jì)量、光學(xué)和電學(xué)等性能進(jìn)行了表征。 ILGAR法制備CdS薄膜的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，以CdCl2為反應(yīng)物，H2O和CH3CN混合液為溶劑，H2S為硫源所得納米晶薄膜表面較致密、均勻、附著性好；0.05M陽離子濃度吸附下的平均生長速率為2.8nm/cycle；400℃熱處理溫度下結(jié)構(gòu)為沿

3、(002)面擇優(yōu)生長的六方鉛鋅礦。 首次采用混合陽離子溶液吸附工藝，以C2H5OH為溶劑，離子濃度比[Cu+]/[In3+]為1.55，硫化溫度在40℃，550℃熱處理1h可制備出單相、表面致密、粒徑均勻、沿(112)面擇優(yōu)取向生長的黃銅礦型納米晶CuInS2薄膜。隨離子濃度配比的變化，薄膜的光吸收系數(shù)均高于104cm-1，禁帶寬度Eg在1.30～1.40eV之間變化，表面電阻、載流子濃度和遷移率分別在50～10Ω·cm，101