CSS法制备CdZnTe薄膜时衬底温度的影响规律.pdf

年第期卷
098 2011 5 (42)
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CSS法制备 CdZnTe薄膜时衬底温度的影响规律
袁妍妍,介万奇,高俊宁,査钢强
(西北工业大学凝固技术国家重点实验室,陕西西安 710072)
摘要采用近空间升华法在法制备薄膜材料的过程中薄膜的结构和
: (close-spaced sublima- CSS ,
tion,CSS),以 CdZnTe 化合物粉料为原料制备了性能受气氛气压、温度、气氛等工艺参数影响,其中源
CdZnTe薄膜,采用 XRD、SEM、紫外光谱仪等对其进和衬底温度的影响尤为重要。Michael等人[15]以 CSS
行了性能表征,并研究了不同生长温度对薄膜生长速法在石墨衬底上制备 CdZnTe薄膜为对象,研究了气
率、结构、Zn含量和光学特性的影响规律。研究结果氛气压和温差对 Zn含量的影响,得出在低气压(
表明,薄膜的生长速率随着生长温度的升高而增大,且 Pa)时沉积速率快;古巴的 Tobenas等人[16]以 Cd、Zn
温度时生长速率迅速增大不同温度下制备的与单质为源采用等温法在衬底
>528℃; Te -CSS GaAs(100)
CdZnTe薄膜结构均为立方相,且都表现出沿(111)晶上,制备了 CdZnTe薄膜。但对 CdZnTe薄膜生长中
面的择优生长,高温时择优取向更强一些;晶粒尺寸随温度的影响规律尚未得到充分的研究。因此,本文采
着温度升高而增大在时颗粒尺寸约为而用衬底固定源与衬底之间的温差以及环
, 438℃ 1μm, FTO/glass ,
时约为薄膜禁带宽度受温度影响不大在境气压考察了气氛下以法生长薄
568℃ 20μm; , , Ar CSS CdZnTe
之间膜时生长温度对薄膜生长速率形貌含量结构与
~ 。、、Zn 、
关键词薄膜近空间升华法太阳能电池光学性能的影响
: CdZnTe ; ; ; 。
形貌结构
; 实验
中图分类号文献标识码 2
: :A
文章编号采用法在上沉积薄膜
:1001-9731(2011)05-0890-04 CSS FTO/glass CdZnTe 。
衬底依次在***酒精的溶液去离子
引言、、% NaOH 、
1
水中超声清洗 20min,后以氮气吹干备用。升华源为
近年来族化合物半导体因其优异的光电性的多晶粉末蒸发舟为石墨坩埚原料与
,Ⅱ-Ⅵ , ,
能,受到光伏界的青睐,其中以 CdTe薄膜太阳能电池衬底的距离为5mm。将温差固定为30℃,衬底温度分
的发展最为迅速[1],小面积 CdTe电池的转换效率已别设为 438、488、528 及 568℃。薄膜生长时,首先对
%[2]。由于太阳能电池对能量在其禁带宽生长室抽真空,待其达到 10-3 Pa后通入高纯氩气至
度附近的光子转换效率最高,因而,提高太阳能电池光 100Pa。
电转换效率的一个十分有效的途径就是研制多结叠层薄膜厚度采用型膜厚仪测试薄膜
AMBIOS-XP2 ;
电池[3] 的表面形貌和成分分别采用型场
。 ZEISS-SUPRA-55
根据美国南弗