脈沖激光沉積方法制備太陽電池材料硫化錫及其性質(zhì)的研究.pdf

1、能源節(jié)約和環(huán)境保護問題已經(jīng)是當(dāng)今全世界普遍關(guān)注的兩大問題。而太陽電池作為一種節(jié)能環(huán)保裝置，是利用太陽能產(chǎn)生光伏效應(yīng)的一種光電轉(zhuǎn)換器件，有著廣闊的發(fā)展前景。硫化錫(SnS)，以其安全無毒、資源豐富、轉(zhuǎn)換效率高等優(yōu)點，已經(jīng)成為受到國內(nèi)外研究者極大關(guān)注的一種新型太陽電池材料。SnS的直接禁帶寬度Eg為1.3～1.5eV，接近太陽能電池的最佳禁帶寬度；在理論上其能量轉(zhuǎn)換效率達到25％；吸收系數(shù)α>104cm-1，用于制作太陽電池材料消耗少，還可

2、固體化、薄膜化。因此，它非常適合于做太陽能電池的吸收層材料，已成為第三代薄膜太陽能電池的首選材料。 本文利用脈沖激光沉積法制備硫化錫薄膜，并研究了不同襯底溫度對制備得到的硫化錫薄膜的結(jié)構(gòu)組成、表面形貌、光學(xué)特性及電學(xué)特性的影響。為了改善硫化錫薄膜的電學(xué)特性，還對其進行了初步摻雜。 實驗及測試結(jié)果表明： 1)制備的硫化錫薄膜樣品為具有斜方晶系的多晶結(jié)構(gòu)薄膜，用脈沖激光沉積法制備的硫化錫薄膜樣品在(111)晶面上有明

3、顯的擇優(yōu)取向性，且在一定范圍內(nèi)，隨襯底溫度升高而增強。 2)在100℃～400℃范圍內(nèi)，襯底溫度越高，硫化錫薄膜表面晶粒生長越均勻，粗糙度先增大后減小。 3)硫化錫薄膜樣品的吸收系數(shù)高達105cm-1，且襯底溫度越低，吸收越強烈。硫化錫薄膜的直接禁帶寬度為1.39～1.46eV，間接禁帶寬度為1.25～1.38eV。禁帶寬度在200℃時最大，400℃時最小。 4)硫化錫薄膜的電導(dǎo)率隨襯底溫度的升高而有數(shù)量級地增加