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文檔簡介
1、CdTe屬于Ⅱ-Ⅵ族半導體化合物,具有較窄的禁帶寬度(1.45 eV)、較高的光吸收系數(shù)和理論轉化效率,作為吸收層材料廣泛應用于太陽能電池。商業(yè)化CdTe太陽能電池組件的轉換效率為18.6%,超過多晶硅組件的17.7%。目前制備CdTe薄膜的方法有磁控濺射法、近空間升華法、氣相傳輸沉積法和電化學沉積法等。與其他沉積方法相比,電沉積方法操作簡單、成本低廉、容易控制、成膜均勻致密,十分適合于大面積CdT半導體薄膜材料的制備。目前大多采用酸性
2、溶液進行電沉積,酸性條件下電沉積CdTe薄膜存在著許多問題如:沉積速率低、腐蝕CdS薄膜、薄膜中Te過量、多孔、界面質量差和結構復雜等??梢酝ㄟ^提高酸性沉積溶液中TeO2的溶解度提高沉積速率,但是高的沉積速率會增加薄膜中的缺陷,導致器件性能降低。目前關于堿性溶液的電沉積CdT的報道較少。本文采用一種新的堿性溶液體系電化學沉積CdTe薄膜,探索薄膜的電化學沉積機理以及工藝參數(shù)對薄膜結構與性質的影響。
本研究主要內容包括:⑴研究不
3、同pH對Cd2+、TeO32-還原電位的影響,pH為9.5時TeO32-開始被還原為單質Te的還原電位更正為-0.3 V,Cd2+的還原電位不受pH的影響,為-1.05 V。結合NTA-NaOH-CdCl2-TeO2電沉積溶液的循環(huán)伏安特性,從而確定碲化鎘的沉積電位范圍在-0.8 V和-1.2 V之間。嘗試采用不同的沉積電位沉積CdTe薄膜,發(fā)現(xiàn):剛沉積的CdTe薄膜相組成隨著沉積電位的變化而變化。在較正的電位下沉積的薄膜六方相較多,而
4、這種六方相的形成與薄膜中過量的Te有關。經過退火后,六方相轉變?yōu)榱⒎较?,并且薄膜具有好的結晶度和窄的禁帶寬度。相組成隨薄膜組成的變化而變化,這種變化關系為電化學沉積CdTe薄膜提供了依據(jù)。⑵采用一種不含金屬離子的有機強堿四甲基氫氧化銨(TMAH)。整個沉積過程中避免引入其他金屬離子,從而減輕對電沉積獲得的CdTe多晶薄膜結構的影響。主要研究了沉積溫度、光照、沉積電位、NTA/Cd2+絡合比對CdTe薄膜組成、結構和性質的影響規(guī)律。沉積溫
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