磁控溅射法制备的CdS:Al薄膜的性质研究

采用Al和CdS双靶共溅射的方法,调控Al和CdS源的沉积速率,制备出不同Al掺杂浓度的CdS:Al薄膜。通过XRD、SEM、AFM、紫外–可见透射光谱分析、常温霍尔测试对CdS:Al薄膜的结构、形貌、光学和电学性质进行表征。XRD结果表明,不同Al掺杂浓度的CdS:Al薄膜均为六方纤锌矿结构的多晶薄膜,并且在(002)方向择优生长。SEM和AFM结果表明,CdS:Al薄膜的表面均匀致密,表面粗糙度随着Al掺杂浓度的增加略有增加。紫外–可见透射光谱分析表明,CdS:Al薄膜禁带宽度在2.42~2.46 eV之间,随着Al掺杂浓度的增加而略微减小。常温霍尔测试结果证明,掺Al对CdS薄膜的电学性质影响显著,掺Al原子浓度3.8%以上的CdS薄膜,载流子浓度增加了3个数量级,电阻率下降了3个数量级。掺Al后的CdS薄膜n型更强,有利于与CdTe形成更强的内建场,从而提高太阳电池效率。用溅射方法制备的CdS:Al薄膜的性质适合用作CdTe薄膜太阳电池的窗口层。