热壁外延碲化镉薄膜的光学特性.pdf

·314· 中国太阳能光伏进展 热壁外延碲化镉薄膜的光学特性 王履芳1姚朝晖1，2夏朝凤1袁海荣1陈庭金1‘ 1云南师范大学太阳能研究所昆明650092 2中国农业大学水利与土木工程学院jB京100083 【摘要】 用热壁外延的方法，在清洁的玻璃衬底上外延生长了不同厚度的CdTe薄膜， 对其结构和薄膜的本征吸收光学特性进行了测量分析研究。XRD测试显示薄 膜为多晶，具有标准的立方结构，沿(111)方向有明显的择优取向。晶格常 数的计算值为6．49 A，、与标准值符合较好。用Cary5000型双光束分光光度 计测试了样品薄膜的反射谱和透射谱，并对玻璃衬底的样品模式：空气_CdTc 薄膜一玻璃一空气系统经光照的反射、吸收和透射问题进行了严格的数学处 理，2给出了总反射率和透射率的表达式，由测量的反射谱和透射谱经数学处 理，计算得到了描述薄膜宏观光学特性的重要物理量，，即薄膜的本征光学吸 收系数、消光系数、折射率和联系宏观可测量与微观量之间桥梁作用的介电常 数￡=￡l—ie2。用。tauc”作图法，得到了薄膜的光学能隙Egop。，证明了材料 是直接带隙结构，得到了薄膜厚度分别为O．12肛m、0．48gm、0．81gm时相应 eV、1．48 的多晶晶粒尺寸增大的样品，其光学能隙分别变窄为1．54 eV和 1．46 eV，向单晶CdTe能隙值1。44eV逼近。薄膜在本征吸收的可见光区有高 的吸收系数。 【关键词】 热壁外延CdTe薄膜光学特性结构特性 ofCdTeThinFilms onGlassGrownHotWallVacuum OpticalProperties by Deposition Yao Zhaohuil-2Xia Yuan Chen WangLufan92 Chaofen92Hairon92Tingjin2 1 andCivil CollegeofHydraulic Agricultural 100083，China Engineering，ChinaUniversity，Bering 2 Solar Research Normal Energy Institute，YunnanUniversity，Kunming650092，China 0引言 晶体CdTe的优异半导体特性，使其具有广泛的民用和军用前景。特别是作为光伏器件 材料其优点更加突出。其300K时，1．44 eV的直接带隙和本征吸收可见光区的高吸收系数， 以及与太阳光好的匹配使其成为高效薄膜太阳电池的优选材料之一。目前实验室CdS／CdTe 化合物半导体和空间用太阳电池及材料 ．315． 焦平面列阵探测器HgCdTe材料的理想外延衬底材料。 由于大直径、廉价的单晶体CdTe材料制备困难较多，因而晶体，特别是单晶CdTe薄膜 华瞪1及电化学沉积【6，‘7】等。其中，近距离升华技术具