本文關(guān)鍵詞：快速退火對PLD法制備SnS薄膜特性的影響及其器件研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：目前,SnS是最具有發(fā)展前景的光伏材料之一,非常有希望作為未來高效的太陽能轉(zhuǎn)換材料。SnS具有穩(wěn)定的化學(xué)性質(zhì),無毒性,其構(gòu)成元素在自然界儲量豐富。因此,制備出高質(zhì)量的SnS薄膜,將會在太陽能電池的研究方面具有重要意義。本文主要研究不同快速退火溫度對脈沖激光沉積法所制備SnS薄膜特性的影響,以及基于SnS薄膜異質(zhì)結(jié)器件特性。利用脈沖激光沉積(PLD)法在玻璃襯底上室溫沉積SnS薄膜,并在氬氣保護(hù)下對所制備薄膜樣品進(jìn)行快速退火處理,退火溫度分別為200℃、300℃、400℃、500℃和600℃。利用X射線衍射(XRD)儀、拉曼光譜儀(Raman)、X射線能量色散譜(EDS)、原子力顯微鏡(AFM)、場發(fā)射掃描電子顯微鏡(FE-SEM)、紫外-可見-近紅外分光光度計(UV-Vis-NIR)、Keithley 4200-SCS半導(dǎo)體參數(shù)分析儀研究了快速退火溫度對SnS薄膜樣品的晶體結(jié)構(gòu)、化學(xué)組分、斷面形貌、薄膜厚度、表面形貌以及薄膜的光學(xué)性質(zhì)和電學(xué)性能的影響。測試結(jié)果表明,SnS薄膜樣品在不同的退火溫度下均沿(111)晶面擇優(yōu)取向生長,且均具有SnS特征拉曼峰,SnS薄膜樣品經(jīng)過400℃高溫快速退火,其結(jié)晶程度最好；在400℃時,薄膜樣品成分接近理想配比；所制備薄膜樣品的厚度隨著退火溫度的升高逐漸減小,而顆粒尺寸在逐漸增大；SnS薄膜樣品在可見光范圍內(nèi)的吸收系數(shù)均可達(dá)到105cm-1量級,在400℃時直接帶隙為1.92eV；退火溫度為500℃時,薄膜有最小電阻率14.97Ω·cm。利用PLD法在Si襯底上制備了p-SnS/n-Si異質(zhì)結(jié)器件,在玻璃襯底上制備了p-SnS/n-ZnO異質(zhì)結(jié)器件,利用半導(dǎo)體參數(shù)分析儀進(jìn)行了器件的電學(xué)特性測試,I-V測試結(jié)果表明器件具有良好的整流特性,在白光照射下有良好的光響應(yīng)。
【關(guān)鍵詞】：SnS薄膜 脈沖激光沉積 快速退火 異質(zhì)結(jié)器件
【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】：O484.4;TM914.4
【目錄】：

• 致謝7-8
• 摘要8-9
• ABSTRACT9-14
• 第一章 緒論14-24
• 1.1 太陽能電池概況14-18
• 1.1.1 太陽能電池的發(fā)展14-15
• 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15-17
• 1.1.4 太陽能電池的分類17-18
• 1.2 SnS薄膜材料18-20
• 1.3 SnS薄膜的制備方法20-22
• 1.3.1 真空蒸發(fā)法20
• 1.3.2 電沉積法20-21
• 1.3.3 磁控濺射法21
• 1.3.4 電子束蒸發(fā)法21
• 1.3.5 噴霧熱解法21
• 1.3.6 化學(xué)氣相沉積法21
• 1.3.7 化學(xué)水浴法21-22
• 1.3.8 近空間升華法22
• 1.3.9 兩步法22
• 1.3.10 脈沖激光沉積法22
• 1.4 本文的目的與內(nèi)容22-24
• 第二章 薄膜制備設(shè)備及相關(guān)表征儀器24-31
• 2.1 薄膜和器件制備所用設(shè)備24-26
• 2.1.1 脈沖激光沉積系統(tǒng)24-25
• 2.1.2 快速退火系統(tǒng)25
• 2.1.3 電子束蒸發(fā)鍍膜系統(tǒng)25-26
• 2.2 薄膜材料和薄膜器件的表征手段26-30
• 2.2.1 X射線衍射儀26
• 2.2.2 顯微共焦激光拉曼光譜儀26-27
• 2.2.3 場發(fā)射掃描電子顯微鏡27-28
• 2.2.4 原子力顯微鏡28-29
• 2.2.5 紫外可見近紅外分光光度計29
• 2.2.6 半導(dǎo)體參數(shù)分析儀29-30
• 2.3 本章小結(jié)30-31
• 第三章 快速退火對PLD法制備SnS薄膜性質(zhì)的影響31-50
• 3.1 脈沖激光沉積原理31-33
• 3.1.1 PLD原理31-32
• 3.1.2 脈沖激光沉積法特點32
• 3.1.3 影響薄膜生長的主要因素32-33
• 3.2 實驗33-35
• 3.2.1 靶材制備與襯底清洗33-34
• 3.2.2 SnS薄膜制備34-35
• 3.2.3 電極制備35
• 3.2.4 薄膜表征35
• 3.3 結(jié)果與討論35-48
• 3.3.1 SnS薄膜的XRD分析35-38
• 3.3.2 SnS薄膜的拉曼光譜分析38-39
• 3.3.3 SnS薄膜的成分分析39-41
• 3.3.4 SnS薄膜的形貌分析41-43
• 3.3.5 SnS薄膜的光學(xué)特性43-47
• 3.3.6 SnS薄膜的電學(xué)特性47-48
• 3.4 本章小結(jié)48-50
• 第四章 基于SnS薄膜異質(zhì)結(jié)器件的制備50-57
• 4.1 SnS薄膜異質(zhì)結(jié)器件的研究進(jìn)展50-51
• 4.2 p-SnS/n-Si異質(zhì)結(jié)器件51-53
• 4.2.1 p-SnS/n-Si異質(zhì)結(jié)器件結(jié)構(gòu)與制備51
• 4.2.2 p-SnS/n-Si異質(zhì)結(jié)器件的電極制備51-52
• 4.2.3 p-SnS/n-Si異質(zhì)結(jié)器件的I-V特性52-53
• 4.3 p-SnS/n-ZnO異質(zhì)結(jié)器件53-56
• 4.3.1 ZnO薄膜53-54
• 4.3.2 p-SnS/n-ZnO異質(zhì)結(jié)器件結(jié)構(gòu)與制備54-55
• 4.3.3 p-SnS/n-ZnO異質(zhì)結(jié)器件的I-V特性55-56
• 4.4 本章小結(jié)56-57
• 第五章 結(jié)論57-58
• 參考文獻(xiàn)58-62
• 攻讀碩士學(xué)位期間的學(xué)術(shù)活動及成果情況62

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