本文關(guān)鍵詞：PLD法制備SnS、ZnS薄膜及其器件的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：SnS薄膜是一種新型光伏材料,適合作為太陽電池和光電器件光吸收層。ZnS薄膜具有較高的可見光透過率和良好的光電性能,適合作為太陽能電池的窗口層。SnS和ZnS薄膜在異質(zhì)結(jié)太陽電池中有很好的應(yīng)用潛力。本文研究脈沖激光沉積法制備SnS、ZnS薄膜及其器件,主要研究不同退火溫度對SnS薄膜的影響,能量密度和重復(fù)頻率對ZnS薄膜的影響,以及SnS/ZnS異質(zhì)結(jié)器件的制備。利用脈沖激光沉積法在玻璃襯底上生長、并經(jīng)Ar保護(hù)下快速退火制備SnS薄膜。利用X射線衍射、拉曼光譜、X射線能量色散譜、原子力顯微鏡、紫外-可見-近紅外分光光度計等表征手段,對不同條件下(脈沖激光能量：90mJ和140mJ；退火溫度：100℃至400℃)制備SnS薄膜的晶體結(jié)構(gòu)、化學(xué)組分、表面形貌、光學(xué)特性等進(jìn)行表征分析。結(jié)果表明：脈沖激光能量為140mJ、退火溫度為300℃時所制備的SnS薄膜結(jié)晶質(zhì)量良好、擇優(yōu)取向生長良好、成分接近理想配比(Sn：S=1：1.03)、光吸收系數(shù)為105cm-1量級。利用脈沖激光沉積法在玻璃基片上、以不同的激光能量密度和脈沖重復(fù)頻率制備了一系列ZnS薄膜。利用X射線衍射、紫外-可見-近紅外分光光度計等,對ZnS薄膜的晶體結(jié)構(gòu)、光學(xué)特性等進(jìn)行表征,計算或分析了薄膜樣品的結(jié)晶性、晶粒尺寸、光學(xué)常數(shù)和禁帶寬度。結(jié)果表明：所制備ZnS薄膜的結(jié)晶質(zhì)量良好,為(002)晶面擇優(yōu)取向生長,而較高的激光能量密度結(jié)合較低的重復(fù)頻率是生長高質(zhì)量ZnS薄膜的條件。在激光能量密度為7.5J/cm2、重復(fù)頻率為2Hz條件下制備的ZnS薄膜,為纖鋅礦結(jié)構(gòu),結(jié)晶度和擇優(yōu)取向度最高,堆積密度為0.967,可見光透過率高,禁帶寬度為3.55eV。在玻璃襯底上利用脈沖激光沉積制備In/p-SnS/n-ZnS/In異質(zhì)結(jié)器件。Ⅰ-Ⅴ測試結(jié)果表明該器件具有良好的整流特性和微弱的光伏特性,在0.35mW/cm2光照條件下,開路電壓Uoc為0.34V,短路電流Isc為1.41×10-9A,短路電流密度Jsc為7.01×10-9A/cm2,填充因子FF為25.4%。
【關(guān)鍵詞】：SnS薄膜 ZnS薄膜 脈沖激光沉積 快速退火 光學(xué)特性
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TM914.4;TB383.2
【目錄】：

• 致謝7-8
• 摘要8-9
• ABSTRACT9-15
• 第一章 緒論15-21
• 1.1 太陽能電池介紹15-18
• 1.1.1 太陽能電池的意義15
• 1.1.2 太陽能電池的工作原理15
• 1.1.3 太陽能電池的性能表征15-18
• 1.2 太陽能電池的分類18-20
• 1.2.1 晶體硅太陽能電池18-19
• 1.2.2 薄膜太陽能電池19-20
• 1.3 薄膜太陽能電池的發(fā)展前景20
• 1.4 本文的目的和內(nèi)容20-21
• 第二章 SnS薄膜太陽能電池材料21-25
• 2.1 SnS薄膜材料21
• 2.2 SnS薄膜及器件的研究進(jìn)展21-22
• 2.3 SnS薄膜的制備方法22-25
• 第三章 SnS、ZnS薄膜制備設(shè)備及表征儀器25-32
• 3.1 脈沖激光沉積系統(tǒng)25-26
• 3.2 快速退火系統(tǒng)26-27
• 3.3 X射線衍射儀27-28
• 3.4 拉曼光譜28
• 3.5 場發(fā)射掃描電子顯微鏡28-29
• 3.6 原子力顯微鏡29-30
• 3.7 紫外可見近紅外分光光度計30-31
• 3.8 半導(dǎo)體特征分析系統(tǒng)31
• 3.9 本章小結(jié)31-32
• 第四章 脈沖激光沉積結(jié)合快速退火制備SnS薄膜及其表征32-44
• 4.1 引言32
• 4.2 實驗過程32-33
• 4.2.1 SnS薄膜的制備32
• 4.2.2 測試方法32-33
• 4.3 結(jié)果與分析33-43
• 4.3.1 薄膜晶體結(jié)構(gòu)分析33-36
• 4.3.2 薄膜拉曼光譜分析36-37
• 4.3.3 薄膜組分分析37-38
• 4.3.4 薄膜表面形貌分析38-40
• 4.3.5 薄膜斷面形貌分析40
• 4.3.6 薄膜光學(xué)特性40-43
• 4.4 本章小結(jié)43-44
• 第五章 脈沖激光沉積制備ZnS薄膜44-54
• 5.1 引言44
• 5.2 實驗44-45
• 5.2.1 ZnS薄膜的制備44-45
• 5.2.2 測試方法45
• 5.3 結(jié)果與分析45-52
• 5.3.1 薄膜晶體結(jié)構(gòu)分析45-48
• 5.3.2 ZnS薄膜的光學(xué)特性48-52
• 5.4 本章結(jié)論52-54
• 第六章 SnS/ZnS異質(zhì)結(jié)器件54-58
• 6.1 SnS/ZnS異質(zhì)結(jié)器件的結(jié)構(gòu)和制備54
• 6.2 In與SnS、ZnS薄膜的接觸54-56
• 6.3 SnS/ZnS異質(zhì)結(jié)的I-V特性56-57
• 6.4 本章小結(jié)57-58
• 第七章 總結(jié)58-59
• 參考文獻(xiàn)59-63
• 攻讀碩士學(xué)位期間的學(xué)術(shù)活動及成果情況63

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