一步法电化学沉积Cu(In1-x， Gax)Se2薄膜的特性

在CuCl2、InCl3、GaCl3及H2SeO3组成的酸性水溶液电沉积体系中,对Mo/玻璃衬底上一步法电沉积Cu(In1-x,Gax)Se2(简写为CIGS)薄膜进行了研究.为了稳定溶液的化学性质,在溶液中加入邻苯二甲酸氢钾和氨基磺酸作为pH缓冲剂,将溶液的pH值控制在约2.5,并提高薄膜中Ga的含量.通过大量实验优化了溶液组成及电沉积条件,得到接近化学计量比贫Cu的CIGS薄膜(当Cu与In+Ga的摩尔比为1时,称为符合化学计量比的CIGS薄膜;当其比值为0.8-1时,称为贫Cu或富In的CIGS薄膜)预置层,薄膜表面光亮、致密、无裂纹.利用循环伏安法初步研究了一步法电沉积CIGS薄膜的反应机理,在沉积过程中,Se4+离子先还原生成单质Se,再诱导Cu2+、Ga3+和In3+发生共沉积.电沉积CIGS薄膜预置层在固态硒源280℃蒸发的硒气氛中进行硒化再结晶,有效改善了薄膜的结晶结构,且成份基本不发生变化,但是表面会产生大量的裂纹.

Cu(In_xGa_(1-x))Se_2薄膜太阳电池吸收层材料研究进展

简要介绍了Cu(InxGa1-x)Se2(CIGS)薄膜太阳电池的结构特点,阐述目前其吸收层材料CIGS薄膜典型制备方法的特点、研究应用现状及发展趋势;提出了目前CIGS薄膜太阳电池实现大规模商业化应用存在的问题,并对其发展进行展望。

多层膜CIA预制层后硒化法制备Cu(In_(1-x)Al_x)Se_2薄膜的研究

本文用真空蒸发法在玻璃衬底上蒸镀Cu-In-Al多层膜,后采用真空硒化退火获得Al含量不同的Cu(In1-xAlx)Se2多晶薄膜。通过SEM和XRD微观形貌结构分析发现,薄膜中Al的含量对薄膜的表面形貌和结构有一定影响。Al/(In+Al)比例越大,越容易获得尺寸较小、分布比较均匀的晶粒。同时Al含量对薄膜的方阻有一定的影响,Al含量越高,方阻越大。而且Al含量的多少可以调节薄膜的禁带宽度的大小。

Al掺杂量对Cu(In_(1-x)Al_x)S_2薄膜性能的影响

使用廉价的溶剂热法制备黄铜矿结构的Cu（In1-xAlx）S2薄膜，研究Al掺杂量对Cu（In1-xAlx）S2薄膜的晶体结构、形貌、粗糙度和光学性能的影响。结果表明：随着Al掺杂量的增加，Cu（In1-xAlx）S2薄膜的X射线衍射峰向高角度偏移，同时晶粒尺寸变小。CuInS2的原位变温XRD结果显示CuInS2在低于873K时可以稳定存在，当温度达到873K时CuInS2则开始分解为In2S3和Cu2S。AFM的测试结果展示薄膜表面的粗糙度随着Al掺杂量的增加而逐步降低。紫外分光光度计的测试结果呈现Cu（In1-xAlx）S2薄膜透过率随着Al含量的增加而逐步增加。Al／（Al＋In）的量在0-0．5变化时，Cu（In1-xAlx）S2薄膜的禁带宽度的相应变化为1．56～2．24eV。

Cu_2SnS_3薄膜的制备及性能研究

采用 LBL(layer- by- layer)法制备了 Cu2 Sn S3 薄膜。即首先采用电化学方法在 Sn O2 衬底上制备 Sn S薄膜 ,然后又在其上用化学沉积法制备 Cu S薄膜 ,最后进行退火处理得到厚度约为960 nm的 Cu2 Sn S3 薄膜。探讨了薄膜的制备机理、生长速度、结构和光学特性。制备的薄膜为多晶(Cu2 Sn S3 ) 72 z(三斜或假单斜晶系 )结构 ,其直接光学带隙约为 1 .0 5 e V。

Y_1Ba_2Cu_3O_(7-x)半导体薄膜的红外热辐射响应研究

采用直流磁控溅射后退火法制备了Y1Ba2Cu3O7-x/Si和Y1Ba2Cu3O7-x/ZrO2/SiO2两种半导体薄膜,对该薄膜进行了红外热辐射响应特性研究。采用X射线衍射、电阻温度系数法、喇曼散射表征手段对薄膜的显微结构进行了详细分析。结果表明,有过渡层的Y1Ba2Cu3O7-x半导体薄膜均匀性好,信噪比高,在红外波段和亚毫米波段甚至毫米波段都有良好的热辐射响应,适于制做非制冷探测器的敏感元。

Cu_2Sn(S,Se)_3薄膜的溶液法制备及其光电性能研究

采用低廉、简便及易于控制元素组成的溶液法在钠钙玻璃和钼玻璃基底上沉积Cu-Sn-S前驱体膜,随后在N_2保护下硒化获得到Cu_2Sn(S,Se)_3薄膜,并通过调控前驱薄膜的硒化退火温度,实现了对薄膜形貌、物相结构、电学及光学性能的有效调制.研究结果表明,适当的硒化退火温度,如480℃,可得到表面平整、结晶度高、晶粒致密和双层结构(上层大、下层小晶粒)的Cu_2Sn(S,Se)_3薄膜,其带隙为1.28 eV,载流子浓度可低至6.780×10^(17) cm^(-3),迁移率高达18.19 cm^2·V^(-1)·S^(-1),可用于薄膜太阳能电池的光吸收层.

Cu_2ZnSn(S,Se)_4薄膜太阳电池研究进展

CdTe和Cu(In,Ga)(S,Se)_2(CIGSSe)光吸收材料在新型化合物半导体太阳电池研究中占据着主导地位。尽管CdTe和CIGS太阳电池拥有较高的转换效率和先进的技术,但是仍存在着一些问题,如所用材料中的元素地壳丰度低或有毒,这阻碍了其未来的大规模应用。近年来,由于Cu_2ZnSn(S,Se)_4(CZTSSe)薄膜太阳电池使用的元素地壳含量丰富且环境友好,逐渐成为了研究的热点。CZTSSe光吸收材料被认为能够取代CdTe和CIGS成为下一代光伏技术的潜力材料。基于此,本文将简单介绍CZTSSe材料的结构、性质和制备方法。重点阐述CZTSSe材料的组装技术和沉积方法的发展和优势,如基于真空的沉积方法和基于溶液的沉积方法,简述其优缺点。此外,本文对CZTSSe组装和CZTSSe纳米晶制备方法的最新研究进展也进行了总结。最后,对CZTSSe光伏技术的一些限制因素进行了分析,并对CZTSSe薄膜电池未来的研究前景进行了展望。

Cd掺杂Cu_2S薄膜的水热制备及光催化性能研究

在表面活性剂乙二胺四乙酸二钠(EDTA-2Na)辅助下,以铜片为基底采用水热法120℃反应5h获得了掺镉Cu2S纳米薄膜。用粉末X射线衍射仪(XRD)、X射线能谱仪(EDX)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)等手段对不同镉掺杂量时所得产物进行了表征,采用紫外-可见分光光度计(UV-vis)技术研究了产物对亚甲基蓝降解的光催化性能。结果表明:1.0mmol乙酸镉掺杂产物结晶性良好,产物粒径为200nm,薄膜厚度1.2μm,80min降解亚甲基蓝效率达到84.5%。

Cu_2ZnSn(S,Se)_4纳米晶薄膜太阳能电池的研究进展

Cu2Zn Sn(S,Se)4(CZTSSe)材料因其光吸收系数高,具有理想的带隙,且所含元素丰度高、无毒等特性,非常适合作为太阳能电池的吸收层材料,有望成为低成本和高性能光伏发电的材料之一,引起广泛的关注.介绍了CZTSSe材料的基本物理性质及其纳米晶的生长机制,重点介绍了热注入方法合成CZTSSe纳米晶的过程,概述了目前CZTSSe纳米晶薄膜太阳能电池的现状,最后探讨了CZTSSe薄膜太阳电池中存在的问题及以后的发展方向.

光热对薄膜 CdS/Cu_2S 太阳电池物理参数的影响

研究了光、热和湿气对ＣｄＳ／Ｃｕ２Ｓ电池效率及电池成结、结电容、二极管特性和光谱响应特性的影响。结果表明，对未成结电池光加速成结作用；对成结电池光引起电池性能下降。这种衰降是不可逆过程。

磁控溅射再硒化法制备Cu（In，Al）Se2薄膜

本文采用磁控溅射的方法制备Cu-In-Al薄膜，然后固态源硒化制成Cu（In，Al）Se2薄膜。采用EDX分析薄膜的成分，SEM观察薄膜的表面形貌，XRD表征薄膜的组织结构。结果表明，由CuIn相为主相的预制膜制成的Cu（In，Al）Se2薄膜具有单一的黄铜矿结构，且随着Al含量的增加，晶面间距减小。

电化学沉积法制备Cu_2S薄膜及EPIR效应

以Na2S溶液为沉积液,在一定的温度、pH值、电压和时间下,采用电化学沉积的方法,在铜衬底上生长出一层质地均匀的蓝色Cu2S薄膜.通过XRD及SEM对样品的化学成分及表面与截面形貌进行表征,对Ag/Cu2S/Cu/Ag结构进行直流I-V及电脉冲诱导电阻转变(EPIR)效应测试.结果表明Ag/Cu2S/Cu/Ag结构的Ag/Cu2S结点处存在明显的EPIR效应,而且相对于单个Ag/Cu2S结点而言,Ag/Cu2S双结点具有更大的结点电阻且EPIR效应更明显.另外,Ag/Cu2S/Cu/Ag结构的EPIR效应还与测量的脉冲参数和测量温度有关.对于本样品而言,最佳测量温度为室温,脉冲宽度t0为0.000 1 s.

铜片上水热法制备纳米Cu2S薄膜及光吸收性能

采用水热法以硫代乙酰胺为硫源在铜片上沉积了Cu2S纳米薄膜,研究了添加剂种类对产物结构、形貌及紫外–可见光吸收性能的影响。X射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电镜(FE-SEM)和红外光谱(IR)测试表明,产物为正交结构Cu2S,添加剂影响着产物的结晶及形貌。机理分析显示,在水热条件下添加剂以不同的方式参与了薄膜的形成过程。紫外–可见(UV-vis)光吸收性能测试及直接带隙计算表明,与Cu2S本体相比,所得薄膜带隙出现了不同程度的蓝移,这归因于样品的量子限制效应影响大于库仑项的影响。

YBa2Cu3O7—x／La2／3Ca1／3MnO3异质结构薄膜的微结构

本文通过高分辨X射线衍射及掠入射(GID)的实验方法对生长在SrTiO3衬底上的LLa2/3Ca1/3MnO3和YBaCu3O7单层膜及YBa2Cu3O7-x/La2／3Ca1／3MnO3异质结构双层薄膜的微结构进行了研究。结果发现，所有薄膜都呈c向生长。由于热膨胀系数的不同而引起的热应力使得LCMO膜的晶格参数与靶材的相差较大。La2/3Ca1/3MnO3在单层腹及双层膜中都由靶材的立方结构变成了薄膜状态的四方结构。YBa2Cu3O7在单层膜及双层膜中都由靶材的正交结构变成了薄膜状态的四方结构。La2/3Ca1/3MnO3膜与YBa2Cu3O7膜在不同的样品中处于不同的应力状态。

溅射气体中氩气含量对Y_1Ba_2Cu_3O_(7-δ)薄膜结构和T_c的影响

采用倒筒直流磁控溅射系统在不同溅射气体组分下(氩氧比不同)原位沉积Y1Ba2Cu2O7-δ(YBCO)薄膜。样品的XRD分析发现在Ar含量过高和过低的溅射气氛下沉积的薄膜存在极少量的BaCuO2第二相,同时显示薄膜的c轴长度,(006),(007)对(005)峰强度比随着溅射气体中Ar含量的变化而发生改变。通过薄膜超导零电阻温度检测发现,YBCO薄膜的超导零电阻温度Tc随之发生改变。这说明在磁控溅射沉积YBCO薄膜过程中,溅射气体中Ar气含量影响薄膜各元素的化学计量比,Ar含量过高和过低导致沉积YBCO薄膜晶体结构发生畸变,恶化超导电性。

多孔Cu_2S@MoZn薄膜对电极的制备及其性能研究

本文采用磁控溅射法,以钠钙玻璃为基底,溅射一层MoZn合金为导电衬底,用盐酸刻蚀掉活泼金属Zn,获得多孔MoZn导电薄膜,再通过旋涂法,在多孔薄膜上涂上一层Cu_2S纳米晶作为催化材料层,经过高温退火处理,得到多孔Cu_2S@MoZn薄膜对电极。将其与CuInS_2敏化的光阳极、多硫电解质共同组成量子点敏化太阳能电池,采用扫描电镜、XRD、电池的J-V曲线测试、IPCE测试来表征和分析多孔Cu_2S@MoZn薄膜对电极的性能。

硒化对Cu2ZnSn(S,Se)4太阳电池光伏性能影响机制研究

文章利用溶液法和硒化技术在镀Mo钠钙玻璃(Mo/SLG)衬底上制备出具有锌黄锡矿结构的Cu 2ZnSn(S,Se)4(CZTSSe)薄膜,研究了硒化温度(500~600℃)和硒化时间(5~30 min)对CZTSSe薄膜质量和生长在CZTSSe/Mo界面的Mo(S,Se)2(MSSe)过渡层厚度的影响.发现在500~550℃,15~30 min硒化可制备出晶粒质量好、尺寸大、堆积致密的CZTSSe薄膜和厚度合适的MSSe过渡层;以经530℃,5~30 min硒化获得的CZTSSe薄膜为吸收层,制备了结构为Al/ITO/i-ZnO/CdS/CZTSSe/Mo/SLG的太阳电池.发现对应5~15 min硒化的太阳电池的转换效率(PCE)随硒化时间的增加从1.9%增加到7.48%,对应15~30 min硒化的太阳电池的PCE却随硒化时间的增加从7.48%减小到4.23%.PCE的增加归因于开路电压(V oc)、短路电流密度(J sc)和填充因子(FF)的增加,PCE的减小归因于V oc和FF减少;通过研究CZTSSe薄膜质量和MSSe厚度对太阳电池光损失、内建电场和电学参数的影响,阐述了硒化温度和时间对V oc,J sc和FF的影响机制.

集成电路Cu互连中Nb_xSi_(1-x)扩散阻挡层的制备与热稳定性研究

随着集成电路深亚微米工艺的不断发展,Cu因其低电阻率以及良好的抗电迁移能力成为了新一代的互连材料。然而,Cu和Si元素扩散造成的污染是无法避免的。为了阻止Cu的扩散同时提高Cu与Si之间的粘附性,在Cu互连线外添加一层扩散阻挡层的技术十分必要。寻找能够有效克制Cu扩散的阻挡层材料已经成为近年来Cu互连技术研究中的重点研究之一。本文采用射频磁控溅射技术和直流磁控溅射技术在单晶Si(100)衬底上制备了Nb_xSi_(1-x)/Si系统和Cu/Nb_xSi_(1-x)/Si系统并对不同退火温度热处理后的Cu/Nb_xSi_(1-x)/Si系统的电阻率和热稳定性进行了探究。

电解液pH值对电化学法制备的CIGS薄膜光电性能的影响

以F掺杂透明导电玻璃(FTO)为基底,利用一步电化学沉积法制备了Cu(In1-x,Gax)Se2(CIGS)薄膜,系统地研究了电解液pH值对CIGS薄膜的化学组分、结构及其光电性能的影响。结果显示通过改变电解液pH值可以有效调控薄膜中In和Ga的化学计量比。X射线衍射(XRD)分析和扫描电子显微镜(SEM)结果表明,pH值为2.0时制备的CIGS薄膜结晶性较好,颗粒尺寸分布均匀。并且利用表面光伏技术研究了不同化学计量比对CIGS薄膜中光电荷动力学过程的影响,结果表明n(Ga)/n(In+Ga)约为0.3时,CIGS薄膜的光电性能最好。