化学水浴法制备ZnS薄膜.pdfVIP

濠技 化学水浴法制备ZnS薄膜 孟 飞。张谷一，何建平，朱 洁 f北京科技大学新金属材料国家重点实验室，北京100083) 摘要：采用了化学水浴法制备异质结薄膜太阳电池中的窗口层ZnS薄膜。尝试了酸性溶液制备ZnS薄膜，讨论了溶液 成分、水浴时间和温度对薄膜成分和形貌的影响。研究结果表明在75℃，6 h条件下沉积得到的薄膜最平整，成分最符 合化学计量比，退火后薄膜主要为纤锌矿结构的ZnS相。 关键词：ZnS薄膜；化学水浴法i窗口层 中图分类号：TM 914．4 文献标识码：A 文章编号：1002—087 X(2007)12-0998—02 ZnS thin films prepared by chemical bath deposition MENG Fei，ZHANG Gu—yi．HE Jian-ping，ZHU Jie (State Key Laboratory for Advanced Metals and Materials，University ofScience and Technology Beijing,Beijing 100083，China) Abstract：ZnS films used as buffer layers in thin film solar cells are usually deposited by chemical bath deposition using alkaline solution。In this work ZnS thin films were deposited in acidic solution，Experiments were carried out to determine the optimum conditions for producing uniform films，free from pinholes．Data of deposition conditions that affected the physical properties were reported． Key words：chemical bath deposition；ZnS thin f¨ms：buffer layer ZnS是n型II一Ⅵ族化合物，室温下能带宽为3．5～3 7 低浓度状态，当离子复合速度大于溶解速度时，就会产生薄 eV，具有高透明度，是一种在太阳电池、数据存储、数据转换 膜。大多数实验中采用的是碱性溶液 ，化学水浴法通常是在 和紫外感光材料等领域中很有应用潜力的材料。CdSe和CdS 碱性溶液中以水合肼为配位剂制备ZnS薄膜，而水合肼有很 作为薄膜太阳电池的窗口层已经为大家所熟知[I-2]。而Cd的 高的毒性，因此本文尝试了用酸性溶液来制备ZnS薄膜并在 化合物可能带来的重金属污染促使人们寻找其替代物，ZnS 氩气保护下对一些样品进行了退火处理。讨论了不同溶液配 已经被认为是一种有前途的窗口层材料 1，可以替代CdS在 比、沉积时间、退火温度和时间条件下生成的ZnS薄膜的成分 CuInSeJCdS薄膜太阳电池中充当窗口层。与CdS相比，ZnS 形貌和结构。用扫描电子显微镜(SEM)观察薄膜的形貌，用x 具有更宽的禁带，可使更多高能量的光子收集在电极上，并且 射线电子能谱 (EDS)测定了样品的成分，用x射线衍射仪 改善短路电流，从而提高电池的光电转换率。ZnS作为宽禁带 (XRD)来测定薄膜的结构。 直接能带化合物半导体材料已经在国外的研究者中弓1起了巨 1实验 大的兴趣。ZnS薄膜的制备方法有许多，比如有磁控溅射法【5_， 采用普通载玻片(26 IDAn~76 mm)作为基体，依次在去离 化学气相沉积法『6】，溶胶喷射沉积法f7j，溶液脉冲电化学沉积