气相输运沉积制备化合物薄膜材料的研究进展

相比用于制备晶体材料的化学气相输运(Chemical Vapor Transport,CVT)方法,近空间气相输运沉积(Close-spaced Vapor Transport Deposition,CSVT)及气相输运沉积(Vapor Transport Deposition,VTD)方法不为人们所熟知。近几年来,气相输运沉积逐渐应用于锑基薄膜(Sb2Se3、Sb2S3及Sb2(Se,S)3)、锡基薄膜(SnS、SnS2)及铋基薄膜(Bi2Se3、Bi2Te3)等材料的制备,有可能成为一种重要的材料制备方法。本文综述了气相输运沉积用于化合物薄膜制备的研究进展,对其特点进行分析,并对其发展趋势进行了展望。

气相输运沉积制备c轴择优取向的碘化铋薄膜

铋基卤化物材料因其无毒和优良的光电性能而显示出巨大的应用潜力。BiI_(3)作为一种层状重金属半导体,已被用于X射线检测、γ射线检测和压力传感器等领域,最近其作为一种薄膜太阳能电池吸收材料备受关注。本文采用简单的气相输运沉积(VTD)法,以BiI_(3)晶体粉末作为蒸发源,在玻璃基底上得到高质量c轴择优取向的BiI_(3)薄膜。并通过研究蒸发源温度和沉积距离对薄膜物相和形貌的影响,分析了BiI_(3)薄膜择优生长的机理。结果表明VTD法制备的BiI_(3)薄膜属于三斜晶系,其光学带隙为~1.8 eV。沉积温度对薄膜的择优取向有较大影响,在沉积温度低于270℃时,沉积的薄膜具有沿c轴择优取向生长的特点,超过此温度,c轴择优取向生长消失。在衬底温度为250℃、沉积距离为15 cm时制备的薄膜结晶性能最好,晶体形貌为片状八面体。

取向性二氧化硅纤维的制备及其发光性能研究

通过气相输运沉积的途径成功制备了大量定向排列的SiO2纤维。对比实验发现,取向性氧化硅纤维的生长与载气的气流量、原料的球磨处理有关。并利用XRD、SEM等方法分析表征样品,结构表明取向性纤维为无定形结构,平均直径为700nm。在波长为260nm的Xe灯激发下,产物的室温光致发光谱在450nm和415nm处分别出现两个蓝光发光峰,其将在微纳米光电器件中发挥作用。

基于氯化铯背接触处理优化硒化锑薄膜太阳电池性能

本文使用气相输运沉积的方式制备了硒化锑(Sb_(2)Se_(3))薄膜太阳电池,并采用氯化铯(CsCl)溶液对器件上界面进行处理,同时对薄膜和器件进行了一系列表征。研究发现,CsCl溶液的背接触处理不仅可以提高器件的载流子收集以及降低上界面复合,还可以优化薄膜的结晶性、表面粗糙度和光电性能。基于FTO/CdS/Sb_(2)Se_(3)/CsCl/Au的器件结构,得到了转换效率为6.32%的高效Sb_(2)Se_(3)薄膜太阳电池,比基础器件效率提升了12%。本文的工作对Sb_(2)Se_(3)薄膜太阳电池未来的研究有一定的指导作用,其他同类型半导体光伏器件也可借鉴。